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Crystal Plus Gold:一个强大的半导体DUO吗?

2020年9月16日经过卢克詹姆斯

研究人员发现,只有一丝金可以改变晶体的结构并有效地将其转换成半导体。

沃里克大学的研究人员发现了加入少量金或任何其他贵金属 - 晶体,它们可以改变其结构并诱导电效应它以前没有必要,例如将热量转换为电力。该发现允许新物质有效地用作半导体。

该团队的方法,在期刊中解释了自然上个月,证明改进的晶体材料可用于感测应用,能量转换和移动技术。

改变晶体的结构

根据研究论文,该方法依赖于改变晶体结构的对称性。晶体可以由几个不同的原子制成,只要它具有以对称图案形成的颗粒的有序结构。

工程师可以通过通过外部刺激改变其对称性来产生新的半导体性质

工程师可以通过通过外部刺激改变其对称性来产生新的半导体性质。图片使用的礼貌沃里克大学

然而,从一个功能的角度来看,联合主导作者教授Marin Alexe表示,对称不是目标。相反,研究人员试图以产生新效果的方式打破这种对称结构。

在该研究中,发现晶体用作半导体并允许电流流过它。通过添加一小块金属 - 在这种情况下,研究人员的金对晶体表面形成了一个肖特基的交界处。

金锶肖特基界面的原子模型

钛酸锶肖特基界面的原子模型。图片使用的礼貌沃里克大学

这诱导激发金属下方半导体结构的电场,打破其对称性并产生新的效果,包括称为“界面效应”的压电和热电效果。界面效果仅限于金属下方的晶体的浅区域中。

感知应用的巨大潜力

在这项研究中,研究人员使用了贵金属铂金和金来创造了它们的交汇处。由于它们的高热力工作功能,这些选用;然而,其他贵金属如铜,银或铱也将是可行的选择。对于晶体本身,使用二氧化钛和硅。

可以表征肖特基联盟直接压电效应的装置

渲染可表征“肖特基联盟直接压电效应”的设备。图片使用的礼貌沃里克大学

通常,这些材料不会显示压电或热电效应。然而,一旦他们经历了本研究中所述的变化,它们就可以在经历力(压电效应)或温度变化(热电效应)时输出电力。因此,材料可用于感测需要高灵敏度的应用,或者在需要能量转换的其他技术中。

Alexe教授包装研究论文说,他的团队的工作提供了一个完全不同的路径来调整材料并调整所产生的效果,开辟了许多可能性和应用,其中一些可能仍然是未知的。