半導體——科研領域偉大的魔術師
【儀器網 本站速遞】從移動電話到計算機，半個世紀的發展讓電子產品與半導體緊密聯系在一起。同時，半導體技術的不斷進步也為科技產業“爆發”提供了基礎。而隨著人類對于集成電路、消費電子、通信系統等領域依賴程度不斷提升，我們對于半導體這種材料的需求也在不斷改變，無數科研學者開始投入到半導體的研究中，隨之越來越多圍繞半導體展開的技術開始出現。
在這一背景下，半導體也被賦予了各式各樣的可能，它如同科研領域的魔術師，給研究人員不斷的帶去驚喜。而就在最近，日本的研究團隊，成功創造了一種由硫化鉛半導體膠體量子點組成的“超晶格”。這種晶格不但具備類似金屬的導電性，同時不會因此影響量子限制效應，加以利用或許能改變電致發光設備、激光器、熱電設備、傳感器等產業的發展。
或許還有不少人不了解晶格，這里做個簡單的介紹。晶格又稱為晶架，簡單的說就是內部的粒子在晶體中呈現明顯規律性排列的空間格架。而超晶格則是在此基礎上提出的概念，它是兩種或多種材料構成的周期性交替層結構，通常每一層的厚度在幾個納米的數量級。
在理想情況下，超晶格由用兩種晶格匹配很好的材料構成的，以幾個納米到幾十個納米的薄層交替生長并保持嚴格周期性的多層膜，屬于復合材料。而如果超晶格是由兩種具有不同帶隙的半導體材料構成，每個量子阱都會形成新的選擇定則影響電荷在此結構中的運動。這一特性在電子產品的研發中能夠提供許多新的思路。像紅外焦平面成像陣列就可以采用超晶格材料制作，并且能夠發揮很高的性能。
回到前文提到的由硫化鉛半導體膠體量子點組成的“超晶格”。這種材料的突破在于它實現了晶格中的各個量子點不需要配體也能直接相互連接，從而解決了半導體量子點難以高效導電的問題。
并且，從實際應用的就角度來說，這種材料或許能夠改變光伏發電技術，從材料層面提高太陽能電池的能量轉化效率，或者投入到生物科研中，制成熒光探針提升生物成像質量。而在民用領域，其也可能為涉及屏幕顯示的電子產品，帶來全新的改變。更重要的一點是，它也將為半導體產業的發展，提供新的思路與方向。
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