激光微爆技術(shù)把硅變成復(fù)雜奇特的新材料

寂靜天花板

硅是制造計(jì)算機(jī)芯片的常見材料,。最近，澳大利亞國(guó)立大學(xué)（ANU）和英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員合作,，在硅上制造出激光誘導(dǎo)的微小爆炸,，從而創(chuàng)造出多種奇特的新材料。研究人員認(rèn)為,，這一新技術(shù)有望為超導(dǎo),、高效太陽(yáng)能電池和光傳感器領(lǐng)域帶來(lái)更簡(jiǎn)化的創(chuàng)新和制造工藝。
　　
/ `9 A" u( L; {# c: l該研究負(fù)責(zé)人,、ANU激光物理學(xué)家安德烈·羅德說(shuō)：“我們用硅創(chuàng)造了兩種全新的晶體排列,，或者說(shuō)相態(tài)，看起來(lái)還可能再造出4種,。按照理論預(yù)測(cè),，這些材料的電子性質(zhì)非常有趣,，比如帶隙可變,、適當(dāng)摻雜可能變成超導(dǎo)體等�,！�
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據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月29日?qǐng)?bào)道，研究小組把激光聚焦于埋在二氧化硅層下面的硅上,，能可靠地在固體硅上炸出一個(gè)個(gè)小坑,，圍繞爆炸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生極端高壓，從而形成新的相態(tài),。新相態(tài)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,，研究小組花了一年時(shí)間才理解它。
　　
! b2 F% D0 G9 i* `& L" X/ I7 DANU電子材料工程小組的吉姆·威廉姆教授說(shuō),，他們結(jié)合了電子衍射圖案和結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)兩種方法,，發(fā)現(xiàn)在這些新材料的晶體結(jié)構(gòu)中，原子分別以12,、16或32個(gè)數(shù)重復(fù)排列,。“微爆炸把原本簡(jiǎn)單的硅結(jié)構(gòu)變成了極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu),，這可能給它們帶來(lái)罕見的,、意想不到的性質(zhì)�,！�
　　
: }7 T- j- V% x1 Z6 c' W: dANU物理與工程研究院教授尤金·伽馬利說(shuō),，這些復(fù)雜的相態(tài)通常是不穩(wěn)定的，但由于體積很小,，新材料能在變質(zhì)之前迅速冷卻并凝固下來(lái),。目前，這些新的晶體結(jié)構(gòu)能保存一年以上,。
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; O/ L/ ]6 p* W9 d0 r7 l7 {傳統(tǒng)上,，創(chuàng)造新材料要通過(guò)微鉆石砧打或擠壓材料，而超短激光微爆產(chǎn)生的壓力比鉆石砧所產(chǎn)生的要高出許多倍,。
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/ V+ l+ Y* Y+ M; B: l2 O研究小組的新方法有望使這些特殊材料變得更廉價(jià),，更易于大規(guī)模工業(yè)制造�,！拔覀兡茉谝幻腌妰�(nèi),，在普通硅材料上可靠地造出上千個(gè)微米大小的修改區(qū)�,！盇NU物理與工程研究院博士朱迪·布拉德拜說(shuō),，“半導(dǎo)體行業(yè)價(jià)值幾十億美元，某些硅原子在適當(dāng)位置即使只有微小的變化,，也可能產(chǎn)生重大影響,。”
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關(guān)鍵還是摻雜,。