半導體既能表現得像金屬又有超導體屬性 超高效電子設備不遠了?
2020-11-25 前瞻網半導體既能表現得像金屬又有超導體屬性 超高效電子設備不遠了？
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斯旺西/羅斯託克聯合研究小組發現，半導體材料表面的晶體結構可以使它們表現得像金屬，甚至像超導體。這一發現可能為更節能的電子設備等先進技術打開大門。
半導體是電晶體、集成電路、傳感器和LED的有效組成部分。這些材料大多以矽為基礎，是當今電子工業的核心。
我們幾乎一直在使用離不開它們的產品，在現代的電視機上，在電腦上，作為照明元件，當然也作為行動電話的一部分。
另一方面，金屬連接著有源電子元件，是器件的骨架。
由斯旺西大學化學系和德國羅斯託克大學的克裡斯蒂安•克林克教授領導的研究小組分析了半導體材料表面的晶體。
將膠體合成法應用於硫化鉛納米線，研究小組發現，組成晶體的鉛原子和硫原子可以以不同的方式排列。至關重要的是，他們發現這影響了材料的性能。
在大多數配置中，這兩種類型的原子混合在一起，整個結構表現出半導體特性。
然而，研究小組發現，一個特殊的「切割」晶體，表面有所謂的{111}切面，只包含鉛原子，顯示出金屬特性。
這意味著納米線攜帶更大的電流，它們的電晶體行為被抑制，它們不像半導體那樣對光照做出反應，而且它們表現出與溫度相反的依賴性，這是金屬的典型特徵。
Mehdi Ramin博士是斯旺西/羅斯託克小組的研究人員之一，他說:「當我們發現我們可以合成具有不同切面的硫化鉛納米線，使它們看起來像直的或鋸齒形的導線之後，我們認為這對其電子特性一定會產生有趣的影響。」
「但是這兩種行為讓我們很吃驚。因此，我們開始更詳細地研究這種形狀的會帶來什麼結果。」
研究小組隨後又有了另一個發現：在低溫下，納米結構的表皮甚至表現得像超導體。這意味著電子通過低電阻的結構傳輸。
領導這項研究的斯旺西大學和羅斯託克大學的克裡斯蒂安•克林克教授說：
「這種行為令人震驚，當然需要更詳細的研究。
但它已經提供了新的令人興奮的洞見，同樣的材料如何根據其結構擁有不同的基本物理特性，以及未來可能會發生什麼。
一個潛在的應用是無損能量傳輸，這意味著沒有能量被浪費。
通過進一步的優化和將原理轉移到其他材料上，可以取得重大進展，這可能會導致新的高效電子設備的出現。
在這篇文章中提出的結果僅僅是邁向令人興奮的材料化學和物理的漫長而富有成果的新旅程的第一步。」
原文來源：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200317103838.htm
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