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美科学家在原子层面“无缝缝制”两种晶体

2018-03-10 08:53 来源:新华网 记者 周舟

  美国一个科学家团队在最新出版的《科学》杂志上介绍了一种能在原子层面“无缝缝制”两种超薄晶体的新技术。这将为制造高质量新型电子产品提供可能。

  在电子学领域,两种不同的半导体接触形成的界面区域“异质结”是太阳能电池、LED(发光二极管)或计算机芯片的重要构件。两种材料的接触界面越平坦,电子流动越容易,产品性能越优越。

  异质结由原子规则排列形成的晶体构成,但不同晶体中原子排列间隙千差万别,给制备带来很大挑战。论文第一作者、康奈尔大学的谢塞恩接受新华社记者采访时介绍说:“如果异质结缝合不整齐,电子在界面处会被散射,导致发热,这还限制了高性能晶体管的制备。此外,以前的异质结不能作为LED发光,因为发光需要完美整齐的界面。”

  异质结通常的制备方法,先让其中一种材料生长,改变条件后再让另一种材料生长。康奈尔大学和芝加哥大学的研究团队找到一个完美的生长环境,让只有3个原子厚度的两种不同晶体同时被高质量地合成出来。

  结果显示,两种材料的晶格缝合紧致,没有缺陷,在扫描电子显微镜下观察,间隙较大的材料有所“卷曲”,从而与较小的材料实现精准“对位”。

  研究人员在最常用的电子器件二极管上测试了这种材料,结果发现二极管被点亮了。谢塞恩说:“只有3个原子厚度的LED被点亮,这是我们见过的这种材料最出色的表现。”

  这种材料将有助于开发出柔性LED、几个原子厚度的二维电路以及拉伸后可以变色的纤维等。

编辑: 杨智明
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