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      實驗室實驗表明 半導(dǎo)體納米線可以在很寬的能量范圍內(nèi)進行調(diào)諧
      
			
      
				2019-07-01 09:55:47
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      除了加速計算機之外，納米線還承諾使LED更加豐富多彩，太陽能電池更加高效。也就是說，只要微小半導(dǎo)體在適當?shù)牟ㄩL下將電能轉(zhuǎn)換為光，反之亦然。德國Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的一個研究小組已設(shè)法生產(chǎn)具有可在大范圍內(nèi)自由選擇的工作波長的納米線 - 簡單地通過改變殼結(jié)構(gòu)。微調(diào)納米線可以在光電子器件中扮演多種角色。正如團隊在Nature Communications報道的那樣，這將使組件更強大，更具成本效益，更易于集成。
      

      實驗室實驗表明 半導(dǎo)體納米線可以在很寬的能量范圍內(nèi)進行調(diào)諧
      

      納米線非常通用。這些微小元素可用于納米技術(shù)中的微型光子和電子元件。應(yīng)用包括芯片上的光學電路，新型傳感器，LED，太陽能電池和創(chuàng)新的量子技術(shù)。獨立式納米線確保了最新半導(dǎo)體技術(shù)與傳統(tǒng)硅基技術(shù)的兼容性。由于與硅襯底的接觸很小，因此它們克服了組合不同材料的典型困難。
      

      對于他們持續(xù)數(shù)年的研究，德累斯頓的研究人員首先開始研究從硅襯底上的半導(dǎo)體材料砷化鎵生長納米線。下一步涉及將晶片細線封裝在另一層材料中，它們將銦作為附加元素添加到另一層材料中。他們的目標：的失配的晶體結(jié)構(gòu)的材料的目的是誘發(fā)一個機械應(yīng)變在導(dǎo)線芯，這改變了砷化鎵的電子特性。例如，半導(dǎo)體帶隙變小，電子變得更具移動性。為了放大這種效果，科學家們不斷向殼中添加更多的銦，或增加殼的厚度。結(jié)果遠遠超出預(yù)期。
      

      將已知效果發(fā)揮到極致
      

      “我們所做的是對極端事件產(chǎn)生了明顯的影響，”該研究的負責人Emmanouil Dimakis解釋說，該研究涉及HZDR，TU Dresden和DESY在漢堡的研究人員。“所達到的應(yīng)變的7??%是巨大的。”
      

      在這種應(yīng)變水平下，Dimakis曾預(yù)計會發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體中出現(xiàn)的紊亂：根據(jù)他們的經(jīng)驗，線芯彎曲或出現(xiàn)缺陷。研究人員認為，特殊的實驗條件是沒有這種疾病的原因：首先，他們生長出極薄的砷化鎵線 - 比人類頭發(fā)細五千倍。其次，該團隊設(shè)法在異常低溫下生產(chǎn)線殼。然后原子的表面擴散或多或少地凍結(jié)，迫使殼在核心周圍均勻生長。研究團隊通過在德累斯頓的工廠以及英國漢堡和鉆石的高光X射線光源PETRA III進行了幾次獨立的測量來強化了他們的發(fā)現(xiàn)。
      

      非凡的研究結(jié)果促使研究人員進行了進一步的研究：“我們將注意力轉(zhuǎn)移到觸發(fā)納米線核心極高應(yīng)變的問題，以及如何將其用于某些應(yīng)用，”Dimakis回憶道。“科學家多年來一直意識到砷化鎵作為一種材料，但納米線是特殊的。一種材料在納米尺度上可能會表現(xiàn)出全新的性質(zhì)。”
      

      光纖網(wǎng)絡(luò)的潛在應(yīng)用
      

      研究人員意識到高應(yīng)變使他們將砷化鎵半導(dǎo)體的帶隙轉(zhuǎn)移到非常低的能量，使其即使對于光纖網(wǎng)絡(luò)的波長也能兼容。技術(shù)里程碑。畢竟，此光譜范圍以前只能通過含有銦的特殊合金來實現(xiàn)，這會因材料混合而引起許多技術(shù)問題。
      

      生產(chǎn)納米線需要高精度方法。四年前，為此目的在HZDR安裝了一個特殊系統(tǒng)：分子束外延實驗室。在實驗室中實現(xiàn)了納米線從原子或分子束的自催化生長; 光束在超高真空中被引導(dǎo)到硅襯底上。Emmanouil Dimakis在建立實驗室方面發(fā)揮了重要作用。本出版物中報道的大多數(shù)研究都是由Leila Balaghi作為博士學位的一部分進行的。
      
			

			
        
      
			
      
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