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美开发 出无缺陷半导体纳米晶体薄膜

日期:2012-8-22
美国麻 省理工学院的研究人员利用电子束光刻技术和剥离过程开发出无缺陷半导体纳米晶体薄膜。这是一 种很有前途的新材料,可广泛 应用并开辟潜在的重点研究领域。相关报 告发表在近期出版的《纳米快报》杂志网络版上。
半导体 纳米晶体的大小决定了它们的电子和光学性质。但想通 过控制纳米晶体在表面上的布置,形成具 有均匀结构的薄膜却十分困难。典型的 纳米晶体薄膜一般都有能限制自身效用的裂缝,使得科 研人员无法测量这些材料的基本特性。
此次制 成的无缺陷薄膜的导电率约为传统方法制成的有裂缝薄膜的180倍。科学家称,这一制 造方法还能应用于硅表面,制成30纳米宽的薄膜。其诀窍 在于使薄膜结构变得均匀,紧贴在 二氧化硅基座上。这能通 过在纳米晶体层沉积于硅表面之前,将稀薄 的聚合物层覆盖在表面上实现。据推测,纳米晶 体表面上细小的有机分子亦能帮助它们与聚合物层相结合。
在研究的最初阶段,科研人 员生产出的纳米薄膜能发出不可见的红外光。但基于 这种系统的工作十分单调,因为每 次微调都需要进行耗时颇长的电子显微镜检查。而当成 功获取能发出可见光的半导体纳米晶体图案时,意味着 研究团队能够大幅加快开发新技术的速度。即使纳 米薄膜低于光学显微镜的分辨率限制,纳米晶 体亦可作为一个光源,使它们变得可见。
研究人员表示,这种纳 米晶体薄膜可以得到多种应用。因为它们不仅能发光,也能吸 收多种颜色的光。这有助 于形成高分辨率显示器屏幕上的发光像素,或是制 成新类型的高效、广谱太阳能电池。同时,这种材 料还可被用于开发针对少量特定生物分子的高敏度探测器,例如作 为毒素筛选系统或是医药检测设备等。另外,这种技 术的成功也开启了有关电子在纳米晶体薄膜内如何移动的新研究,此前这 一直被视为学界的一大难题。(来源:中国科技网)
 
 

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