金屬魔法：用半導體量子點打造夢想材料
發稿時間：2023-05-31 14:38:10 來源： 科技日報
【資料圖】
研究人員開發出了一種半導體量子點的“超晶格”，它的功能類似于金屬。圖片來源：美國《賽特科技日報》
據最新一期《自然·通訊》雜志報道，包括日本RIKEN新興物質科學中心研究人員在內的團隊成功創造了一種由硫化鉛半導體膠體量子點組成的“超晶格”，研究人員在這種晶格中實現了類似金屬的導電性，導電性比目前的量子點顯示器高100萬倍，且不會影響量子限制效應。這一進步可能會徹底改變量子點技術，從而在電致發光設備、激光器、熱電設備和傳感器中實現新的應用。
半導體膠體量子點由于其特殊的光學性質而引起了人們極大的研究興趣，這些性質是由量子限制效應引起的，能應用于太陽能電池，提高能量轉換的效率；在生物成像中，它們可用作熒光探針、電子顯示器；科學家甚至可以將它們捕獲和操縱單個電子的能力用于量子計算。
然而，讓半導體量子點高效導電一直是一個重大挑戰，阻礙了它們的充分利用。這主要是因為它們在組裝中缺乏方向順序。
此次研究實現突破的關鍵是讓晶格中的各個量子點直接相互連接，不需要配體，并以精確的方式定向它們的面。
研究人員測試了新材料的導電性，當使用雙電層晶體管增加載流子密度時，發現在某個點上，它的導電性比目前量子點顯示器的導電性高100萬倍。重要的是，單個量子點的量子限制仍然保持不變，這意味著盡管它們的導電性很高，但不會失去功能。
研究人員表示，對組裝中的量子點進行精確的定向控制可以導致高電子遷移率和金屬行為。這一突破可能為在新興技術中使用半導體量子點開辟新的途徑。
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