美國科學家開發(fā)了一種新方法,合成出了一種擁有六邊形結構的新型晶型硅,這種晶型硅有可能被用于制造新一代電子和能源器件,這些新設備的性能將超過現(xiàn)有“普通”立方形結構硅制成的相關設備的性能。
硅在人類生活中扮演著重要的角色,它是地殼中含量第二豐富的元素。像所有元素一樣,硅也可以采取不同的晶體形式——同素異形體。硅常被用于制造計算機和太陽能電池板等。盡管普通形式的硅無處不在,但并不適合制造高性能晶體管和一些光伏器件等設備。
雖然從理論上來說,很多硅的同素異形體擁有更好的物理性能,但由于缺乏合成途徑,因此,很難發(fā)揮硅的最大潛力。
卡內基大學的托馬斯·希爾和蒂莫西·斯特羅貝爾領導的一個研究小組此前曾合成出了一種新型硅——Si24。在最新研究中,他們使用Si24作為合成起始點,合成出了一種新型晶體硅——4H-硅,其擁有4層重復的六邊形結構。
作為一種半導體材料,硅“兢兢業(yè)業(yè)”服務了60多年,為人類電子產業(yè)發(fā)展立下汗馬功勞。但是,技術在進步,人們對芯片的要求在提高,硅的“成長”遇到了瓶頸。科學家一直在想辦法,要么找到新的材料去替代它,要么對硅來一場改造,來升級它。此文中的研究者還是在硅上面做文章。他們此前合成出了一種新型硅,它非常接近直接帶隙材料。現(xiàn)在,研究者又在新型硅的基礎上,合成出了新型晶體硅,其電子特性可以調節(jié),或可為實現(xiàn)新一代電子設備奠定基礎。
半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明、大功率電源轉換等領域都有應用,如二極管就是采用半導體制作的器件。無論從科技或是經濟發(fā)展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產品,如計算機或是數(shù)字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯(lián)。
常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,硅是各種半導體材料應用中最具有影響力的一種。
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