NRL研究人員成功研制出帶有可調(diào)帶隙的（農(nóng)藥中間體）薄

為您介紹：雖然多年來已經(jīng)有了許多能在（農(nóng)藥中間體）中產(chǎn)生帶隙的辦法，但是仍存在不少反對在數(shù)字電子器件中使用（農(nóng)藥中間體）的人，他們堅稱（農(nóng)藥中間體）不足固有的帶隙。用肉眼看來，（農(nóng)藥中間體）圖片內(nèi)部的虛線三角形表示（農(nóng)藥中間體）中氮原子的最臨近區(qū)域，而外部三角形的三個角則位于第二和第三臨近區(qū)域間的電子密集位置。

（農(nóng)藥中間體）產(chǎn)生穩(wěn)定帶隙辦法

氮摻雜一直都是在（農(nóng)藥中間體）里產(chǎn)生穩(wěn)定帶隙的眾多辦法中最有前途的辦法之一，它實際上是增加了材料的導(dǎo)電率。現(xiàn)在，美國海軍研究實驗室(NRL)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了新的（農(nóng)藥中間體）氮摻雜技術(shù)，該項技術(shù)能夠精確地控制氮摻雜劑在（農(nóng)藥中間體）晶格中的位置，這種精確性極大地降低了體系缺陷，并且穩(wěn)定性也有了明顯提升。

來自NRL的研究人員，同時也是該論文的獨特作者Cory Cress在接受電子郵件采訪時解釋說，“氮摻入（農(nóng)藥中間體）晶格已經(jīng)能夠通過其他技術(shù)完成，包括在生長期和后生長期的退火工藝等。不過，目前已采用的技術(shù)在控制摻雜物的位置上存在明顯的差別，包括空間上和深度上的差別(如果使用多層（農(nóng)藥中間體）樣品)。在一般情況下雜質(zhì)的置換，比如氮，如果沒有額外缺陷的話會是批改能帶結(jié)構(gòu)的理想摻雜，因為它最康復(fù)地保持了（農(nóng)藥中間體）的基本傳輸能力。”

（農(nóng)藥中間體）摻雜劑性質(zhì)特殊

氮原子作為（農(nóng)藥中間體）摻雜劑，具有十分特殊的性質(zhì)。這是基于它比碳原子多了一個額外的電子。氮原子被放置到（農(nóng)藥中間體）晶格內(nèi)時，所有的鍵都保持完整，并且有額外的電子能夠在整個（農(nóng)藥中間體）層內(nèi)自由移動。這增加了材料中電子的濃度(也稱為n型摻雜)，也相應(yīng)地增強了導(dǎo)電性。

先前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在（農(nóng)藥中間體）中制造點缺陷(例如移除一個碳原子)不會扭轉(zhuǎn)固有的摻雜水平，Cress對此表示，“換句話說，（農(nóng)藥中間體）中的缺陷是電中性的，這樣他們就不能可控地引入一個帶隙，盡管缺陷散射的增加會降低電子的傳輸。”

盡管其它摻雜劑在一定程度上會失敗，但氮原子是（農(nóng)藥中間體）的理想n型摻雜劑，NRL的研究人員已經(jīng)使用了超高溫離子注入(HyTII)技術(shù)來摻入氮原子。由于氮原子和碳原子有著類似的質(zhì)量和尺寸，成功替換的概率大大提高。

NRL的研究人員已經(jīng)在ACS Nano期刊上描述了他們的HyTII過程，而表征和測量材料的結(jié)果發(fā)布在Physical Review B上。

在他們的測量中，NRL的研究人員察看到了大的負磁阻，磁阻的尺寸與氮原子注入的濃度和帶結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)相關(guān)，由于氮原子位于晶格中并且性能是固定的，因此能夠通過控制氮原子的含量精確調(diào)節(jié)。

參與研究的NRL物理學(xué)家，論文的第一作者Adam L. Friedman在新聞發(fā)布會上說：“這些設(shè)備的測量結(jié)果強烈表明，我們最終制成了帶有可調(diào)帶隙的（農(nóng)藥中間體）薄膜，同時兼有低缺陷密度和高穩(wěn)定性的特點。因此，我們推測HyTII（農(nóng)藥中間體）薄膜在電子或自旋電子這些要求高質(zhì)量（農(nóng)藥中間體）的應(yīng)用領(lǐng)域會有著巨大的潛力。”