美國(guó)科學(xué)家在最新一期《物理學(xué)評(píng)論快報(bào)》雜志撰文指出抠偏,他們開發(fā)了一種新方法,合成出了一種擁有六邊形結(jié)構(gòu)的新型晶型硅梦啊,這種晶型硅有可能被用于制造新一代電子和能源器件惹悄,這些新設(shè)備的性能將超過現(xiàn)有“普通”立方形結(jié)構(gòu)硅制成的相關(guān)設(shè)備的性能棘爱。
硅在人類生活中扮演著重要的角色毁枯,它是地殼中含量第二豐富的元素剂跟。像所有元素一樣业扒,硅也可以采取不同的晶體形式——同素異形體检吆。硅常被用于制造計(jì)算機(jī)和太陽(yáng)能電池板等。盡管普通形式的硅無(wú)處不在程储,但并不適合制造高性能晶體管和一些光伏器件等設(shè)備蹭沛。
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章鲤,但由于缺乏合成途徑摊灭,因此,很難發(fā)揮硅的最大潛力败徊。
卡內(nèi)基大學(xué)的托馬斯·希爾和蒂莫西·斯特羅貝爾領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組此前曾合成出了一種新型硅——Si24帚呼。在最新研究中,他們使用Si24作為合成起始點(diǎn)侣豌,合成出了一種新型晶體硅——4H-硅皮向,其擁有4層重復(fù)的六邊形結(jié)構(gòu)。
斯特羅貝爾解釋說:“人們對(duì)六邊形硅的興趣可以追溯到20世紀(jì)60年代幼浩,因?yàn)槠潆娮犹匦钥梢哉{(diào)諧盘荸,由此可獲得超越立方體結(jié)構(gòu)的性能。”
以前曾有其他科學(xué)家合成出六邊形硅软健,但最新以Si24途徑合成出的六邊形硅是科學(xué)家首次合成出高質(zhì)量的此類大塊晶體售检,可以用作未來研究活動(dòng)的基礎(chǔ)。
希爾說:“我們的新研究除了可以更好地以可控的方式合成出新結(jié)構(gòu)外祸榨,大塊4H-硅晶體的發(fā)現(xiàn)為通過應(yīng)變工程和元素替代來調(diào)節(jié)元素的光學(xué)和電子性質(zhì)打開了大門彤擒。我們或許可以利用這種方法制造出種子晶體,讓其生長(zhǎng)出大量性能有望超過金剛石硅的4H-硅。”
作為一種半導(dǎo)體材料来锥,硅“兢兢業(yè)業(yè)”服務(wù)了60多年偏秦,為人類電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展立下汗馬功勞液珠。但是腥例,技術(shù)在進(jìn)步,人們對(duì)芯片的要求在提高酝润,硅的“成長(zhǎng)”遇到了瓶頸燎竖。科學(xué)家一直在想辦法要销,要么找到新的材料去替代它构回,要么對(duì)硅來一場(chǎng)改造,來升級(jí)它疏咐。此文中的研究者還是在硅上面做文章纤掸。他們此前合成出了一種新型硅,它非常接近直接帶隙材料』肴現(xiàn)在借跪,研究者又在新型硅的基礎(chǔ)上,合成出了新型晶體硅酌壕,其電子特性可以調(diào)節(jié)掏愁,或可為實(shí)現(xiàn)新一代電子設(shè)備奠定基礎(chǔ)。