鉆石：不再僅僅只是珠寶
發(fā)布時間：2020-12-27瀏覽次數：1096在半導體行業(yè)中，硅在電子領域占據控制位置，但它的物理極限已挨近結尾。為了更有效地為電網、機車甚至電動汽車供電，科學家正在將鉆石作為超寬帶隙半導體。
鉆石被證明具有優(yōu)異的載流子遷移率、擊穿電場和導熱率的能力，這是電力、電子設備最重要的特性。在開發(fā)用于成長高質量單晶的化學氣相堆積（CVD）工藝之后，這尤其令人希望。
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究小組探索了這種人造鉆石的功能，這些鉆石的質量要高于天然鉆石。 LLNL物理學家Paulius Grivickas說：“在電子產品中，您希望盡可能從純潔的材料開端，以便將其模制成具有所需功能的設備?！比鐖D所示由合成化學氣相堆積鉆石制成的光電導開關正在測試中。
在光電導器件中，電導率和頻率呼應的最佳組合是經過引進雜質來實現的，該雜質可控制載流子復合壽數。研究人員發(fā)現，在鉆石中，這種方法的一種廉價且簡便的替代方法是電子輻照，這種輻照是經過將晶格原子敲掉而發(fā)生復合缺點的。
研究人員說：“咱們對自己說，'讓咱們把這種純潔的高質量CVD鉆石承受照耀，看看咱們是否可以調整載體的壽數?！?“最終，咱們確認了哪種輻射缺點決定了載流子的壽數，以及該缺點在技術上相關的溫度下如何退火的了解。”
以此方式生產的光電導金剛石開關可用于例如電網中，以控制電流和電壓浪涌，從而使設備無法正常工作。研究人員表示，當時的硅開關體積大而粗笨，但是基于鉆石的開關可以用合適指尖的設備完結同樣的事情。
該研究成果論文發(fā)表在最近的《應用物理通訊》上，搞研究還在能量運送體系中得到了應用，該團隊證明了兆瓦級無線電頻率發(fā)電的可能性，這需求優(yōu)化鉆石的高頻呼應。
