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拉伸二硫化鉬晶體造出能隙可變半導(dǎo)體

作者： 2015年06月30日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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近日，美國斯坦福大學(xué)一科研團隊首次通過拉伸二硫化鉬的晶體點陣，“扯”出能隙可以變化的半導(dǎo)體。利用這種半導(dǎo)體，科學(xué)家有望制造出能夠吸收更多光能的太陽能電池。
    近日，美國斯坦福大學(xué)一科研團隊首次通過拉伸二硫化鉬的晶體點陣，“扯”出能隙可以變化的半導(dǎo)體。利用這種半導(dǎo)體，科學(xué)家有望制造出能夠吸收更多光能的太陽能電池。
　　該科研團隊所使用的二硫化鉬是一種巖石水晶。這種材料本身很常見，不過斯坦福大學(xué)的機械工程師鄭曉林（音）和物理學(xué)家哈利·馬諾哈蘭證明，二硫化鉬晶體點陣的排列方式賦予了它獨特的電子特質(zhì)。
　　二硫化鉬是具有單層原子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)：一個鉬原子連接著兩個硫原子，這種三角形晶體點陣不斷在水平面上重復(fù)，形成紙一樣的結(jié)構(gòu)。二硫化鉬自然巖石是多個這樣的單層結(jié)構(gòu)疊在一起的結(jié)果?！皬臋C械工程學(xué)的角度來看，單層的二硫化鉬非常迷人，因為它的晶體點陣可以被極大地拉伸而不會斷裂。”鄭曉林說。
　　據(jù)斯坦福大學(xué)介紹，該科研團隊在芯片上雕刻出高低不平的“山峰”和“山谷”，在上面鋪上二硫化鉬的單層原子結(jié)構(gòu)，然后將二硫化鉬的晶體點陣?yán)斓健肮鹊住被颉吧椒濉薄＿@種拉伸改變了電子在二硫化鉬晶體點陣中移動時所需要的能量，并產(chǎn)生了一種擁有可變能隙的人工晶體。
　　自2010年英國科學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖羅夫憑借發(fā)現(xiàn)單層碳原子結(jié)構(gòu)的石墨烯獲得諾貝爾獎后，科學(xué)家一直對單層原子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)非常感興趣。2012年麻省理工大學(xué)的科學(xué)家曾在模擬實驗中拉伸二硫化鉬的晶體點陣，并在理論上改變了二硫化鉬的能隙。此次斯坦福大學(xué)科研團隊則通過該實驗真正實現(xiàn)了對二硫化鉬晶體點陣的拉伸。
　　科研人員相信這一實驗為科學(xué)界在人工晶體結(jié)構(gòu)方面的進一步創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。馬諾哈蘭認(rèn)為，這一研究成果將對傳感器、太陽能等多領(lǐng)域帶來廣泛影響。就太陽能領(lǐng)域而言，由于這種人工晶體結(jié)構(gòu)對更大范圍的光譜都很敏感，因此具有用于制造更加高效的太陽能電池的潛力。
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