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他们将纳米金刚石变成金属一般导电
2020年10月12日 发布 分类:技术前沿 点击量:160
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通识下,金刚石无疑属于非金属材料的一种,它硬度极高,并且绝缘和导热性好。但麻省理工和南洋理工的研究人员最近发现了一种可控方式,纳米金刚石可以从绝缘体、半导体,甚至导电性一直拔高到高导电金属的水平,并且这种变化可以是在不损耗金刚石材料的前提下可逆进行!

纳米金刚石 

纳米金刚石针头应力变形诱因下导电示意图

据称,该项研究虽然处于初期阶段,但却可能将金刚石材料的应用领域极大地拓展到新型宽带太阳能电池、高效LED、电力电子、新型光学器件以及量子传感器等新兴高端市场。

纳米金刚石 

弯曲实验中变形纳米针的扫描电镜照片,以及应力和带隙变化预测示意图

金刚石作为优秀的绝缘体,归功于其5.6eV的超宽带隙。简单解释,就是材料中的电子要想形成电流,需要提供大量的能量才可以激活。而带隙小的话,电流就更容易形成。研究人员了解到,通过弹性变形金刚石纳米针头,可以缩小这种带隙。他们通过弯曲钻石探针来实现这一点。实验证明,当金刚石纳米针头上的应变量增加时,其估计的带隙会缩小,这表明其具有更高的导电性,而在针头断裂前,这种带隙就可以完全消失。

论文地址:https://www.pnas.org/content/117/40/24634

编译 YUXI


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