RIKEN的物理學(xué)家制造了由一個(gè)晶體組成的無(wú)缺陷碘化亞銅薄膜。原子平面樣品有助于生產(chǎn)更好的半導(dǎo)體。

半導(dǎo)體是許多光電設(shè)備的核心，包括激光器和發(fā)光二極管(LED)。工程師們希望將碘化亞銅用于半導(dǎo)體，因?yàn)樗�是一種極好的導(dǎo)體，在室溫以上仍能保持穩(wěn)定。問(wèn)題是很難制造出一層真正沒(méi)有雜質(zhì)的碘化亞銅薄膜。通常的方法是從溶液中沉淀膠片�！暗�這個(gè)解決方法不能用碘化亞銅制造出高質(zhì)量的薄膜，”RIKEN新興物質(zhì)科學(xué)中心的Masao Nakamura指出。 

取而代之的是，Nakamaru和他的同事們使用了一種被稱(chēng)為分子束外延的替代技術(shù)，在這種技術(shù)下，薄膜在高溫和真空條件下在基片上逐漸生長(zhǎng)。分子束外延技術(shù)已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)中。但碘化亞銅很難被使用，因?yàn)檫@種材料極易揮發(fā)--這意味著它在處理過(guò)程中很容易蒸發(fā)而不會(huì)沉淀成薄膜。為了克服這個(gè)困難，研究小組開(kāi)始在較低的溫度下培養(yǎng)薄膜然后再提高溫度�！拔覀冃麻_(kāi)發(fā)的這兩步流程非常有效，”Nakamura說(shuō)道。

團(tuán)隊(duì)還有另一種提高影片質(zhì)量的方法。他們選擇砷化銦作為襯底，因?yàn)樗�的晶格間距跟碘化亞銅非常相似�！叭绻�晶格間距不能很好地匹配，材料中就會(huì)形成許多缺陷，”Nakamura指出。

隨后，Nakamura和他的同事們用一種名為光致發(fā)光光譜的技術(shù)測(cè)試了樣品的純度，這種技術(shù)涉及在材料表面發(fā)射光子或光粒子。這些光子被材料吸收，激發(fā)其電子到更高的能量狀態(tài)并引發(fā)它們發(fā)射新的光子（圖1）。監(jiān)測(cè)發(fā)射的光使研究小組得以確定他們已經(jīng)創(chuàng)造了一個(gè)沒(méi)有缺陷的單晶薄膜。Nakamura說(shuō)道：“我們希望使用我們的方法提高質(zhì)量。不過(guò)結(jié)果超出我們的預(yù)期�！�

圖1. 砷化銦襯底（黃色）上的碘化亞銅晶體薄膜（藍(lán)色）。通過(guò)將光子照射到表面上以創(chuàng)建電子-空穴對(duì)（紅色和藍(lán)色球體）并監(jiān)視所發(fā)射的光（白色射線）來(lái)測(cè)試樣品的純度。

Nakamaru和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在計(jì)劃將不同鹵化物制成的半導(dǎo)體夾在一起并研究產(chǎn)生的新特性。中村說(shuō)：“我們將探索鹵素界面的新功能和物理特性�！�

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