壓電效應首次在納米尺度上產生

2020-12-03 中國科學院

據美國物理學家組織網報導，加拿大麥吉爾大學化學系研究人員發現了一種方法，能在一種名為「硒化鎘量子點」的納米半導體中人為控制壓電效應，制出小到難以置信的高效能產品，比如納米級血壓計、納米電池等。

通過壓縮或擴張固體材料而產生電場，這稱為壓電效應。壓電效應在日常生活中應用很廣，比如手錶、運動傳感器、精密定位系統等。

在微觀領域，量子是指物理變化的最小數量，量子點由少量的原子構成，直徑小於10納米，僅有10個到50個原子。麥吉爾大學的研究人員找到了一種方法，能使單個電荷附著在量子點的表面，在一個點上就能產生較大電場。這種較大電場會產生巨大的壓電壓力，使得量子點在百萬兆分之一秒時間內極速產生強大的擴張收縮。另外，研究小組還能人為控制量子點振動的幅度。

此前還沒有人能在納米尺度上人為控制壓電效應，硒化鎘量子點在太陽能電池、發光器件、光學生物標記等領域有廣泛應用前景。新方法為在一些納米設備上應用這些量子點提供了便利，使人們能自主控制納米電子設備的速度和開關時間，還可能開發出新型納米電池，只需輕輕擠壓，即能產生很強的電壓。

研究人員玻亞·塔基說，分析這種量子點的振幅，就能計算出它所在溶劑的壓力，從而可以開發出量子點血壓計，照射量子點使其發出雷射，分析它們的振幅就能確定壓力。但塔基還指出，硒化鎘是有毒的，目前的困難是如何找到一種無毒的替代材料。

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