科学:美原子层面“无缝缝制”两种晶体 太阳能电池 ＬＥＤ

邓文龙

作者：谢塞恩等 来源：《科学》

发布时间：2018/3/12 13:41:28

美科学家在原子层面“无缝缝制”两种晶体

“异质结”太阳能电池、ＬＥＤ（发光二极管） 太阳能电池ＬＥＤ

美国一个科学家团队在最新出版的《科学》杂志上介绍了一种能在原子层面“无缝缝制”两种超薄晶体的新技术。这将为制造高质量新型电子产品提供可能。

在电子学领域，两种不同的半导体接触形成的界面区域“异质结”是太阳能电池、ＬＥＤ（发光二极管）或计算机芯片的重要构件。两种材料的接触界面越平坦，电子流动越容易，产品性能越优越。

异质结由原子规则排列形成的晶体构成，但不同晶体中原子排列间隙千差万别，给制备带来很大挑战。论文第一作者、康奈尔大学的谢塞恩接受新华社记者采访时介绍说：“如果异质结缝合不整齐，电子在界面处会被散射，导致发热，这还限制了高性能晶体管的制备。此外，以前的异质结不能作为ＬＥＤ发光，因为发光需要完美整齐的界面。”

异质结通常的制备方法，先让其中一种材料生长，改变条件后再让另一种材料生长。康奈尔大学和芝加哥大学的研究团队找到一个完美的生长环境，让只有３个原子厚度的两种不同晶体同时被高质量地合成出来。

结果显示，两种材料的晶格缝合紧致，没有缺陷，在扫描电子显微镜下观察，间隙较大的材料有所“卷曲”，从而与较小的材料实现精准“对位”。

研究人员在最常用的电子器件二极管上测试了这种材料，结果发现二极管被点亮了。谢塞恩说：“只有３个原子厚度的ＬＥＤ被点亮，这是我们见过的这种材料最出色的表现。”

这种材料将有助于开发出柔性ＬＥＤ、几个原子厚度的二维电路以及拉伸后可以变色的纤维等。（中文来源：新华社 周舟）

http://science.sciencemag.org/content/359/6380/1131

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201831213412862445934.shtm



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