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浦那研究人员将绝缘MOFs转变为半导体

2016年12月22日经过罗宾米切尔

从印度Pune,研究人员已经把金属有机骨架(MOF)到功能的半导体材料。试问,这样的材料在电子工业中使用,它是怎么做?雷竞技最新app

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硅时代的终结

随着单个晶体管的不断缩小,芯片的速度正在加快。这种尺寸的缩小使更多的晶体管可以装在一块硅片上摩尔定律(也就是说,一个芯片上可以容纳的晶体管数量每18个月就翻一番)。正是这种功能尺寸的缩小,使现代芯片比它们的前辈更好。

然而,摩尔定律却是即将结束因为在量子现象成为太大的问题之前,晶体管只能做得这么小。例如,MOSFET器件依赖于位于栅极和块状半导体材料之间的绝缘来正常工作。绝缘栅极是有助于减少电流的因素之一,从而减少该设备产生的热量。然而,如果门太薄,量子隧穿可以踢在,这涉及从散装材料中的电子“远距传”到其栅极导致电流流动。此电流流动通过少量-但1个时十亿晶体管全部产生的少量热量,组合的效果可能是毁灭性的增加个体晶体管的温度。

然而,并不是所有的都失去了,因为还有其他方法可以替代依靠晶体管来实现技术进步。例如,软件可以更浓墨重彩而采用新的,更快的算法。硬件架构也可以改变,以采取多芯片封装的优势,所有可以处理不同的任务(比如浮点单元之类的协处理器).有一些工程师和科学家正在寻找更奇特的方法来提高计算能力,包括镀金DNA、碳纳米管,甚至量子计算机。

一组研究人员在浦那科学教育和研究所raybet电子竞技竞猜,印度,花了近四年的替代材料,以硅为未来的设备。

普纳集团的MOF半导体

该研究小组花了近四年来试图把绝缘金属有机骨架(MOF)到半导体.使用纳米化学,他们用由导电聚合物组合镉基MOF由十亿倍,以增加导电性。不仅是半导体材料,但它的半导体在室温下,这是没有什么实际应用的重要特性。

该MOF半导体。图片礼貌iis浦那

要创建无硅半导体,研究人员填写与吡咯单体在基于镉MOF毛孔.然后,在MOF中加入碘,将单体氧化成导电的聚合物。正是这些导电聚合物使MOF成为半导体。

有趣的是,财政部的电导率预计删除其荧光能力。有人认为,这种品质会因消失的事实,荧光依赖于电子能够能级之间跳跃。在导体,电子松散地举行,这使得该材料不太可能是荧光。但是,事实证明,财政部仍是荧光甚至作为一个半导体。正是这种相同的非共价键,财政部和,使导电性增加可能聚合物之间的弱相互作用。

虽然这种新材料是一种半导体,导电性大大提高(与原来的MOF相比),但导电性仍然比硅低得多。尽管如此,研究人员已经表明,有机材料在未来的技术中仍然有希望。

博士生Barun Dhara(右)和Nirmalya Ballav博士是研究团队的成员。图片礼貌iis浦那

潜在的应用

的MOF通常发现在气体储存和溶剂分离哪个地方基于MOF的半导体为两个可能的应用:气体感测和超级电容器。尽管气体传感器可以从这种装置中获益,超级电容器可以改变完全得益于MOF半导体。快速充电和放电电池,因为它们允许手持设备,如平板电脑和智能手机的便利的充电非常抢手。

超级电容器也受益,需要在很短的时间内大量的能源,包括电动车和均匀磁场发射器(例如,线圈炮需要强大的磁场,去年在短期内给拉弹)的应用。

马自达的详细的i-ELOOP系统EDLC的马自达6。图片礼貌马自达

总结

超级电容器和新的传感技术的重要性无论如何都不能被高估,这就是为什么浦那集团的研究如此重要。尽管他们的MOF半导体还有很长的路要走,但这绝不是一个不可思议的成就,可能为未来提供即时充电电池和先进的半导体传感器。