跳到主要内容

话题

半导体和电子

半导体和电子

无机半导体可以在黑暗中更灵活

黑暗中的非凡可塑性
硫化锌晶体(A)在黑暗(C)和黑暗(C)的机械测试中(来源:中村敦男)

尽管有用的电子性能激发了半导体工业,但半导体材料的脆性机械性能已成为开发新应用程序中越来越多的限制因素。现在,在完全黑暗的掩盖下进行的实验表明,当光线熄灭时,看起来很脆的半导体可能会发生异常的塑性变形。

大岛优(Yu Oshima),中村敦(Atsutomo Nakamura)和松永胜之(Katsuyuki Matsunaga)在 名古屋大学 日本的工程师在白光,紫外线和完全黑暗的条件下测试了单晶ZnS样品在施加应力下的响应。 ZnS的电学和光学性质已经发现可用于发光和红外光学设备以及光催化剂,并且易于在大晶体中使用,便于进行形变测试。

行为随着灯光熄灭而改变

研究人员发现,尽管在白光和紫外线照射下,结构仅以百分之几的应变断裂,但在完全黑暗的情况下,它们可以承受高达45%的应变。晶体的带隙也受照明的存在或不存在的影响,使在黑暗中变形的晶体具有更橙色的色调。

大岛,中村和松永将机械性能的差异归因于在有光和无光的情况下引起的位错的差异。照明可使电子在位错边缘激发成带隙态,从而使位错带电且移动性降低,从而抑制了塑性变形。

他们在报告中总结道:“有趣的是,当无机半导体在完全黑暗的环境中变形时,它可以表现出非凡的可塑性。” “这表明无机半导体的机械强度和断裂性能可以通过曝光来控制。”

他们还强调了材料加工的影响。位错的行为在大多数晶体材料的合成和加工(包括薄膜合成和外延晶体生长)中起着至关重要的作用。结果表明,曝光也可能影响这些过程。

有关详细信息,请参见 科学.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者