研究团队表示,将这种新型半导体应用于计算机处理器或医疗成像设备等电子产品中,可以帮助它们更高效地运行。.
新型半导体
材料,比常用的硅基半导体更能有效地吸收和发射光。
研究人员表示,这种材料能够促进光能和电能之间的相互转换,这对于光电器件的运行至关重要。
尽管之前的研究表明,锗锡合金理论上可以作为一种高效的半导体材料,用于光能到电能的转换,但由于锗和锡这两种元素在正常条件下不会发生化学反应,因此其制备过程极其困难。
极端条件:
如今,由爱丁堡大学研究人员领导的一个团队不仅创造了一种新材料,而且还创造了一类全新的锗锡半导体。
该研究方法是将锗和锡的混合物加热到1200摄氏度以上,同时施加高达10吉帕的压力——大约是海洋最深处马里亚纳海沟底部压力的100倍。研究团队表示,
这一过程产生的锗锡合金在室温和常压下稳定,并有望成为高效的半导体材料。
这项研究发表在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上,并得到了欧盟委员会的资助。论文的开放获取版本可在此处获取。
参与这项研究的机构包括爱丁堡大学工程学院和地球科学学院、德国亥姆霍兹地球科学研究中心(GFZ Helmholtz Centre for Geosciences)、里尔大学、格勒诺布尔-阿尔卑斯大学、拜罗伊特大学以及欧洲同步辐射装置(European Synchrotron Facility)。
“这项工作通过我们新定义的反应生成途径和引导材料回收以获得所需晶体结构的方法,为材料设计开辟了新的途径。本文旨在展示如何利用这种方法来满足电子设备和数据中心日益增长的能源需求,这些需求需要创新的途径来开发能够利用光提高能源效率的新材料,”工程学院的乔治·塞尔吉乌博士解释道。
