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科技领域或迎巨大飞跃?麻省理工研发出新型半导体材料

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2022-04-25 203 admin

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财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,据报道,麻省理工学院(MIT)的工程师报告称,他们制造出了第一批高质量的新型半导体材料薄膜。这一壮举被MIT首席研究员Rafael Jaramillo形容为他的“白鲸”,并有可能影响多个科技领域。

此前类似的技术突破曾经带来了计算机、太阳能(000591,股吧)电池、夜视相机等的出现。

Jaramillo指出,这种新半导体材料即所谓的卤化物钙钛矿(chalcogenide perovskites),可以应用于太阳能电池和照明。不过他指出,半导体研究的历史表明,新半导体材料通常是以不可预测的方式启用的。

Jaramillo对这种新材料的潜力感到兴奋,因为它们非常稳定,而且由价格低廉且无毒的元素组成。据悉,他们团队研发的薄膜是由钡、锆和硫组成的特殊晶体结构,即典型的黄铜过氧化物。

“你可以通过改变成分来做出变化。因此,它确实是一个系列的材料,而不仅仅是单一的,”他补充说。这项研究成果已经发表在了《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)杂志上。

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据了解,Jaramillo及其同事使用了一种叫做分子束外延(MBE)的技术来生产他们的高质量薄膜。该技术允许对晶体生长进行原子级的控制,不过这很难做到而且不能保证新材料的成功。尽管如此,半导体技术的历史表明了发展MBE的价值。

顾名思义,MBE本质上是将分子束指向表面上原子的特定排列。原子的这种排列方式为分子提供了一个模板并让它们在上面生长。“这就是为什么外延生长能给你提供最高质量的薄膜。这些材料知道如何生长,”Jaramillo说道。

东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)教授Hideo Hosono评论称,“(由Jaramillo等人创造的)薄膜显示出镜面平滑的图像,这是由于其具有原子般平坦的表面,并且质量非常好。我们可以预计,下一步就能实现如太阳能电池和绿色LED等设备制造。”

目前,Jaramillo的小组正专注于两个领域:探索基础问题以加深对材料的理解、将它们整合到太阳能电池中。虽然卤化物钙钛矿并不是Jaramillo在MIT实验室的唯一重点。

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