瑞士首创纳米晶体半导体新理论 可用于新型传感器开发
个模型可以说明所有问题
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月 零日消息,据外媒报道,瑞士苏黎世理工ETH 研究人员提供了有关在纳米晶体制成 半导体中如何是传导电流 个理论解释,将来,这可能会导致开发用于电视屏幕 新传感器、激光器或LED。
Yazdani使用位于卢加诺 瑞士超级计算中心CSCS,运行了 个复杂 代码,其中考虑了问题 所有细节,狗粮快讯网消息披露,包括电子和原子 运动以及它们之间 相互作用。Yazdani说，“特别是,我们想了解电荷载流子如何是在单个纳米晶体之间移动,狗粮快讯网相关讯息,以及为如何它们被&# ;捕获&# ;并且不能继续下去。”
伍德说，“经过 年 艰苦努力,我们现在创建了 个模型,该模型新终可以定量地解释我们 实验,狗粮快讯网进行了报道,而且还可以定量解释许多产品研究小组 实验。这种模式将使研究人员和工程师在未来计算 纳米晶体 特性半导体也 甚至之前。这应该使得有可能针对特定应用优化此类材料。到目前为止,这必须通过反复试验来完成。”
几年前,研究人员介绍了采用QLED技术 电视屏幕,可产生鲜艳 色彩,这里 “Q”代表“量子点”。量子点是仅几纳米大小 半导体材料 晶体,由几千个原子组成。这些纳米晶体是如此之小,以至于其中 电子只能具有某些明确定义 量子机械能级。结果,当量子点被电视 背光照明时,特定颜色 光通过在这些能级之间 量子跳变而发射。
在下 代QLED电视中,希望是使用电能使量子点自行发光,而不需要背光。但是,到目前为止,还缺乏对电流如何是流过纳米晶体薄膜 理论理解。由VanessaWood领导 苏黎世联邦理工学院信息技术和电气工程系 组研究人员现已缩小了这 差距,正如他们在科学期刊《自然通讯》上 报道 样。
在纳米晶体中,添加杂质原子并不 定会导致自由电荷载流子。此外,免费收费 行为也不尽相同。伍德指出，“普通半导体中 电荷载体 运动就像在光滑 桌面上滚动 保龄球 样,而在纳米晶体材料中,它们 作用就像在柔软 床垫上 保龄球 样,使它们陷入并变形。”
在纳米晶体半导体中,电流通过从纳米晶体跳到纳米晶体 电子传输。每 跳,电子 电荷使纳米晶体变形（左上）,形成极化子（右上）。来源，苏黎世联邦理工学院
对于理论建模,这意味着不能简单地将纳米晶体半导体晶格中 原子视为固定点,这通常是普通半导体所要做 。“相反,我们必须用数学技术描述材料 许多纳米晶体中数 万个原子中 每个原子,以及每个原子如何是与电荷载流子相互作用,”伍德研究小组 NuriYazdani解释说。
电流在非纳米尺寸 半导体中如何是运动 理论已有 零多年 历史了,并且存在用于模拟其行为 软件工具。工业界可以通过故意添加杂质原子（掺杂）来控制半导体 电子特性,这会改变自由电荷载流子（电子） 数量。相反,用这些技术不能处理由许多小 纳米晶体量子点组成 半导体。
该模型解释了如何是通过改变纳米晶体 尺寸以及如何是将其堆积在薄膜中来改变基于纳米晶体 半导体 电子性能。为了测试其模拟 预测,该团队在实验室 了纳米晶体薄膜,并测量了不同施加电压和温度下 电响应。在那些实验中,他们使用短激光脉冲在材料 端产生自由电子,然后观察它们到达另 端 时间。结果，对于数百种不同 测试中 每 种,计算机仿真都能完美地预测电性能。
这些计算机模拟 结果极具启发性。事实证明,由许多纳米晶体组成 材料如何是传导电流 决定性因素是晶体 微小变形（仅几千分之 纳米）,导致静电能发生巨大变化。当电荷使周围 材料变形时,这称为极化子,Yazdani 模拟显示电流流过从 个纳米晶体跳到另 个纳米晶体 极化子。
纳米晶体半导体中紧密堆积 晶体，ETH研究人员开发 模型描述了每个单个原子。
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