超高壓下半導(dǎo)體材料可變身拓?fù)浣^緣體
[導(dǎo)讀]一個(gè)由中國(guó)吉林大學(xué)、美國(guó)華盛頓卡內(nèi)基研究所等單位研究人員組成的國(guó)際小組合作，通過(guò)對(duì)一種半導(dǎo)體施加壓力，將其轉(zhuǎn)變成了“拓?fù)浣^緣體”（ti）。這是首次用壓力逐漸“調(diào)節(jié)”一種材料，讓它變成了拓?fù)浣^緣狀態(tài)，也為
一個(gè)由中國(guó)吉林大學(xué)、美國(guó)華盛頓卡內(nèi)基研究所等單位研究人員組成的國(guó)際小組合作，通過(guò)對(duì)一種半導(dǎo)體施加壓力，將其轉(zhuǎn)變成了“拓?fù)?/strong>絕緣體”（ti）。這是首次用壓力逐漸“調(diào)節(jié)”一種材料，讓它變成了拓?fù)浣^緣狀態(tài)，也為先進(jìn)電子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ふ襱i材料開辟了新途徑。相關(guān)論文在線發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》上。
拓?fù)浣^緣體內(nèi)部絕緣而表面或邊緣能導(dǎo)電，具有獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)。目前，研究人員能通過(guò)摻雜（加入少量其他元素）或“種植”（在基質(zhì)上生長(zhǎng)一個(gè)樣本，基質(zhì)是經(jīng)過(guò)選擇的，以引入結(jié)構(gòu)系，樣本在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)有輕微結(jié)構(gòu)改變）的方法引發(fā)拓?fù)浣^緣態(tài)，這兩種方法都能改變電子行為，使一種材料表現(xiàn)得像ti材料，但它們還有其他問(wèn)題。摻雜往往會(huì)帶來(lái)缺陷，使材料性質(zhì)不均一；基質(zhì)誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)系產(chǎn)生的ti材料不能連續(xù)調(diào)節(jié)，也無(wú)法可控地研究材料是怎樣從普通絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)橥負(fù)浣^緣體的。
用壓力避免了這些缺點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)在布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家同步加速器光源（nsls）上進(jìn)行，研究中所用的半導(dǎo)體是一種鉍、碲和碘的化合物（bitei）。研究人員給一個(gè)bitei樣本施加了10gpa（大致相當(dāng)于10萬(wàn)倍大氣壓）的壓力，并用nsls的x-射線衍射和紅外光譜兩種光束技術(shù)跟蹤觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電子的變化。分析顯示，bitei在壓力范圍2gpa到8gpa時(shí)變成了拓?fù)浣^緣體。
“擴(kuò)充拓?fù)浣^緣材料家族非常困難?！闭撐牡谝蛔髡?、布魯克海文實(shí)驗(yàn)室研究助理奚瀟湘（音譯）說(shuō)，“實(shí)驗(yàn)表明，壓力是引起拓?fù)?/strong>絕緣相態(tài)的一種有效方式，這一技術(shù)對(duì)研究從普通材料到ti材料的相態(tài)轉(zhuǎn)變也非常有用?！?BR>
拓?fù)浣^緣體內(nèi)部絕緣而表面或邊緣能導(dǎo)電，具有獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)。目前，研究人員能通過(guò)摻雜（加入少量其他元素）或“種植”（在基質(zhì)上生長(zhǎng)一個(gè)樣本，基質(zhì)是經(jīng)過(guò)選擇的，以引入結(jié)構(gòu)系，樣本在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)有輕微結(jié)構(gòu)改變）的方法引發(fā)拓?fù)浣^緣態(tài)，這兩種方法都能改變電子行為，使一種材料表現(xiàn)得像ti材料，但它們還有其他問(wèn)題。摻雜往往會(huì)帶來(lái)缺陷，使材料性質(zhì)不均一；基質(zhì)誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)系產(chǎn)生的ti材料不能連續(xù)調(diào)節(jié)，也無(wú)法可控地研究材料是怎樣從普通絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)橥負(fù)浣^緣體的。
用壓力避免了這些缺點(diǎn)。該實(shí)驗(yàn)在布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家同步加速器光源（nsls）上進(jìn)行，研究中所用的半導(dǎo)體是一種鉍、碲和碘的化合物（bitei）。研究人員給一個(gè)bitei樣本施加了10gpa（大致相當(dāng)于10萬(wàn)倍大氣壓）的壓力，并用nsls的x-射線衍射和紅外光譜兩種光束技術(shù)跟蹤觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電子的變化。分析顯示，bitei在壓力范圍2gpa到8gpa時(shí)變成了拓?fù)浣^緣體。
“擴(kuò)充拓?fù)浣^緣材料家族非常困難?！闭撐牡谝蛔髡?、布魯克海文實(shí)驗(yàn)室研究助理奚瀟湘（音譯）說(shuō)，“實(shí)驗(yàn)表明，壓力是引起拓?fù)?/strong>絕緣相態(tài)的一種有效方式，這一技術(shù)對(duì)研究從普通材料到ti材料的相態(tài)轉(zhuǎn)變也非常有用?！?BR>
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