美國(guó)科學(xué)家在原子層面“無(wú)縫縫制”兩種晶體
美國(guó)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在最新出版的《科學(xué)》雜志上介紹了一種能在原子層面“無(wú)縫縫制”兩種超薄晶體的新技術(shù)。這將為制造高質(zhì)量新型電子產(chǎn)品提供可能。在電子學(xué)領(lǐng)域,兩種不同的半導(dǎo)體接觸形成的界面區(qū)域“異質(zhì)結(jié)”是太陽(yáng)能電池、LED(發(fā)光二極管)或計(jì)算機(jī)芯片的重要構(gòu)件。兩種材料的接觸界面越平坦,電子流動(dòng)越容易,產(chǎn)品性能越優(yōu)越。
異質(zhì)結(jié)由原子規(guī)則排列形成的晶體構(gòu)成,但不同晶體中原子排列間隙千差萬(wàn)別,給制備帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。論文第一作者、康奈爾大學(xué)的謝塞恩接受新華社記者采訪時(shí)介紹說(shuō):“如果異質(zhì)結(jié)縫合不整齊,電子在界面處會(huì)被散射,導(dǎo)致發(fā)熱,這還限制了高性能晶體管的制備。此外,以前的異質(zhì)結(jié)不能作為L(zhǎng)ED發(fā)光,因?yàn)榘l(fā)光需要完美整齊的界面! 異質(zhì)結(jié)通常的制備方法,先讓其中一種材料生長(zhǎng),改變條件后再讓另一種材料生長(zhǎng)?的螤柎髮W(xué)和芝加哥大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)找到一個(gè)完美的生長(zhǎng)環(huán)境,讓只有3個(gè)原子厚度的兩種不同晶體同時(shí)被高質(zhì)量地合成出來(lái)。 結(jié)果顯示,兩種材料的晶格縫合緊致,沒(méi)有缺陷,在掃描電子顯微鏡下觀察,間隙較大的材料有所“卷曲”,從而與較小的材料實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)“對(duì)位”。 研究人員在最常用的電子器件二極管上測(cè)試了這種材料,結(jié)果發(fā)現(xiàn)二極管被點(diǎn)亮了。謝塞恩說(shuō):“只有3個(gè)原子厚度的LED被點(diǎn)亮,這是我們見(jiàn)過(guò)的這種材料最出色的表現(xiàn)! 這種材料將有助于開(kāi)發(fā)出柔性LED、幾個(gè)原子厚度的二維電路以及拉伸后可以變色的纖維等。 |