当前位置: 首页 » 技术方案 » 前沿科技 » 正文

研究发现:金刚石“金属化”技术将其可从绝缘体转化为导体


  来源: cnBeta 时间:2020-10-09 编辑:清风
分享到:



金刚石是一种有效的电绝缘体,但根据麻省理工学院和新加坡南洋理工大学(NTU)的一项新研究,情况可能并不总是如此。该研究小组计算出,使金刚石纳米针变形,会使其导电性从绝缘体变为半导体,再变为高导电性金属,然后再随意变回来。


材料的应变似乎是各行各业通常想要避免的东西,但在某些情况下,它可以使材料变得更好。例如,经过应变的硅可以让电子更容易地穿过它,使晶体管的开关速度提高35%,但是实现这一切关键是要施加足够的应变来影响晶体晶格中原子的排列,但又不能太大,以至于晶格本身被破坏。


电子在材料中移动的难易程度是以材料的”带隙”(bandgap)来衡量的,带隙越大,电子越难通过。在5.6电子福特(eV)下,钻石通常具有超宽的带隙,使其成为一个绝缘体。但在新的研究中,研究人员发现了一种使金刚石应变以改变其带隙的方法。


研究小组利用量子力学和机械变形的计算机模拟,发现可以用金刚石探针将金刚石纳米针弯曲成不同程度的应变。施加的应变越大,带隙就越窄,直到在针会断裂的前一刻完全消失。在这一点上,金刚石完成了 “金属化”,转化成了一种优良的导电体。


左上:纳米针被弯曲的电子显微镜图像;右图:电子显微镜下纳米针被弯曲的图像


“我们发现,可以将带隙从5.6电子伏特一直降低到0,”该研究的对应作者Ju Li说。”如果能从5.6电子伏特连续变化到0电子伏特,那么就能覆盖所有的带隙范围。通过应变工程,可以让金刚石拥有硅的带隙,这是应用最广泛的半导体或氮化镓带隙,同时又被普遍用于LED中。甚至可以让它成为红外探测器,或探测从红外线到光谱中的紫外线部分的整个范围的光。”


该团队表示,新技术可能会带来一系列令人感兴趣的应用。例如可以使太阳能电池能够在单个设备上捕获更广泛的光频率–这项工作目前需要不同材料的堆叠。这项技术还可以制造新型的量子探测器和传感器。


尽管这项研究很吸引人,但目前仍处于早期的概念验证阶段,因此设计任何实用的器件还为时过早。


该研究发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。


关键词:红外探测器 量子探测器 传感器    浏览量:24360

声明:凡本网注明"来源:仪商网"的所有作品,版权均属于仪商网,未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用,并注明"来源:仪商网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品,归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载,如有作品内容、版权以及其它问题的,请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜,请联系本网。
QQ:2268148259、3050252122。


让制造业不缺测试测量工程师

最新发布
行业动态
技术方案
国际资讯
仪商专题
按分类浏览
Copyright © 2023- 861718.com All rights reserved 版权所有 ©广州德禄讯信息科技有限公司
本站转载或引用文章涉及版权问题请与我们联系。电话:020-34224268 传真: 020-34113782

粤公网安备 44010502000033号

粤ICP备16022018号-4