半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质,它的导电能力会随温度、光照以及掺入杂质的不同而显著变化。如今,已广泛地应用于家电、通信、工业制造、航空、人工智能等领域。本期科技云就为大家介绍三种不同类型的半导体材料。
最佳半导体材料
近日,《科学》杂志刊文称,来自美国麻省理工学院、休斯敦大学和其他机构的科研团队,发现了一种名为立方砷化硼的半导体新材料。这种材料克服了硅作为半导体材料的两个限制,兼具导电和导热优势,有望成为迄今为止发现的最好半导体材料。
研究团队表示,相对于传统的以硅为代表的半导体材料,立方砷化硼具有更高的电子迁移率和空穴迁移率(统称双极性迁移率)。双极性迁移率决定了半导体材料的逻辑运算速度,迁移率越高,运算速度越快。同时,立方砷化硼的热导率几乎是硅的10倍,更有利于散热。这些特性都展现了其作为半导体材料的巨大潜力。
目前,立方砷化硼还只能在实验室小规模生产和测试,长期稳定性等其他性能还有待进一步测试。但研究人员表示,不久的将来,这种材料将会得到开发利用,其独特的性质将对半导体材料带来明显改变。
可打印的半导体材料
砷化镓是一种半导体材料,相较于常见的硅半导体材料,它具有高频、抗辐射、耐高电压等特性,广泛用于无线通信、光通信等方面。
近日,英国格拉斯哥大学研究人员成功将砷化镓制成的微型半导体打印到柔性塑料表面,由此制造出一种高性能、可弯曲的新型柔性光电探测器。
以前,砷化镓制成的电子产品主要打印在刚性表面上。研究人员改进了现有的滚印系统,使用15微米宽的导线阵列,将砷化镓制成的电子产品打印到柔性表面上。研究人员对由此制造出的柔性光电探测器测试后发现,它能够感应紫外线、部分可见光和红外线,且对光作出超快响应,只需2.5毫秒即可感测到光,8毫秒可恢复。
研究团队表示,该研究成果可以广泛应用于无线通信的柔性广谱光电探测器等多个领域,发展潜力不容小觑。
新型半导体制热材料
今年,北京某公司研发出一种新型半导体制热材料。这种材料具备超薄、透明、高效、稳定等优势特性,可广泛应用于清洁供暖、电动汽车制热、航空航天器制热、高铁制热等诸多领域。
研究人员表示,新型半导体制热材料是具有高效电热转化性能的低维超透光热膜,其电转化率超过99.45%,加速老化50年功率变化小于3.3%,集节能、环保、产生清洁热源等优点于一身。该材料的特殊构成,使其能够在通电状态下释放出具有最佳热效应的远红外辐射热,将电能高效率转化为热能。而该材料关键的薄膜厚度仅有几十至几百纳米,在真空环境中以磁控溅射的方式制备而成。
研究团队表示,该材料使用的技术已在航空航天、石油化工、医疗健康等多个领域展开研发测评。