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半導(dǎo)體——科研領(lǐng)域偉大的魔術(shù)師

2023-05-31 16:31:56來(lái)源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體閱讀量：8136

導(dǎo)讀：從移動(dòng)電話到計(jì)算機(jī)，半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展讓電子產(chǎn)品與半導(dǎo)體緊密聯(lián)系在一起。同時(shí)，半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步也為科技產(chǎn)業(yè)“爆發(fā)”提供了基礎(chǔ)。而隨著人類(lèi)對(duì)于集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域依賴程度不斷提升，我們對(duì)于半導(dǎo)體這種材料的需求也在不斷改變，無(wú)數(shù)科研學(xué)者開(kāi)始投入到半導(dǎo)體的研究中，隨之越來(lái)越多圍繞半導(dǎo)體展開(kāi)的技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)。

　　【儀器網(wǎng) 本站速遞】從移動(dòng)電話到計(jì)算機(jī)，半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展讓電子產(chǎn)品與半導(dǎo)體緊密聯(lián)系在一起。同時(shí)，半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步也為科技產(chǎn)業(yè)“爆發(fā)”提供了基礎(chǔ)。而隨著人類(lèi)對(duì)于集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域依賴程度不斷提升，我們對(duì)于半導(dǎo)體這種材料的需求也在不斷改變，無(wú)數(shù)科研學(xué)者開(kāi)始投入到半導(dǎo)體的研究中，隨之越來(lái)越多圍繞半導(dǎo)體展開(kāi)的技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)。

　　在這一背景下，半導(dǎo)體也被賦予了各式各樣的可能，它如同科研領(lǐng)域的魔術(shù)師，給研究人員不斷的帶去驚喜。而就在最近，日本的研究團(tuán)隊(duì)，成功創(chuàng)造了一種由硫化鉛半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)組成的“超晶格”。這種晶格不但具備類(lèi)似金屬的導(dǎo)電性，同時(shí)不會(huì)因此影響量子限制效應(yīng)，加以利用或許能改變電致發(fā)光設(shè)備、激光器、熱電設(shè)備、傳感器等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　或許還有不少人不了解晶格，這里做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。晶格又稱為晶架，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是內(nèi)部的粒子在晶體中呈現(xiàn)明顯規(guī)律性排列的空間格架。而超晶格則是在此基礎(chǔ)上提出的概念，它是兩種或多種材料構(gòu)成的周期性交替層結(jié)構(gòu)，通常每一層的厚度在幾個(gè)納米的數(shù)量級(jí)。

　　在理想情況下，超晶格由用兩種晶格匹配很好的材料構(gòu)成的，以幾個(gè)納米到幾十個(gè)納米的薄層交替生長(zhǎng)并保持嚴(yán)格周期性的多層膜，屬于復(fù)合材料。而如果超晶格是由兩種具有不同帶隙的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，每個(gè)量子阱都會(huì)形成新的選擇定則影響電荷在此結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)。這一特性在電子產(chǎn)品的研發(fā)中能夠提供許多新的思路。像紅外焦平面成像陣列就可以采用超晶格材料制作，并且能夠發(fā)揮很高的性能。

　　回到前文提到的由硫化鉛半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)組成的“超晶格”。這種材料的突破在于它實(shí)現(xiàn)了晶格中的各個(gè)量子點(diǎn)不需要配體也能直接相互連接，從而解決了半導(dǎo)體量子點(diǎn)難以高效導(dǎo)電的問(wèn)題。

　　并且，從實(shí)際應(yīng)用的就角度來(lái)說(shuō)，這種材料或許能夠改變光伏發(fā)電技術(shù)，從材料層面提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率，或者投入到生物科研中，制成熒光探針提升生物成像質(zhì)量。而在民用領(lǐng)域，其也可能為涉及屏幕顯示的電子產(chǎn)品，帶來(lái)全新的改變。更重要的一點(diǎn)是，它也將為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提供新的思路與方向。

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