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新技術可將半導體拉成纖維狀二極管
閱讀：182 發(fā)布時間：2013-11-12| 提 供 商 | 上海撫生實業(yè)有限公司 | 資料大小 | 14KB |
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新技術可將半導體拉成纖維狀二極管
二極管是現(xiàn)代電子設備中的核心元件，麻省理工大學研究人員成功出一種具有二極管功能的精細纖維，并提供了一種將普通自旋半導體材料拉成纖維的工藝技術，有望給未來的高精電子設備和光子設備開辟一條新途徑。
新材料拉成復合纖維
目前在寬帶通訊領域，大部分光纖用纖維拉絲技術來，但這些技術會受到材料的限制，只有在合適溫度下才能將所用材料拉成絲。而新研究展示了在拉絲過程中將新材料合成復合纖維的方法，包括那些熔點高的普通纖維。
研究人員解釋說，在拉絲之前需要準備一種粗加工的預成品，比如一個較大的玻璃棒，類似于所纖維的特大號模型。把該預成品加熱，讓它變得像太妃糖一樣柔軟黏稠，然后拉成纖維。雖然材料的尺寸比預成品大大減小，但組成成分保持不變。他們所用的預成品中包含了硒、硫、鋅和錫，還打算涂上一層高分子材料，拉絲過程是在260攝氏度中完成的，而結合這些材料形成的纖維包含了硒化鋅，這種化合物的熔點高達1530攝氏度，具有非常重要的電學屬性和光學屬性。包含硒化鋅的復合纖維能作為光子線路，就像傳統(tǒng)電路中的電子流動，只不過把電子換成了光束。
論文合著者、麻省理工大學博士后尼古拉斯·奧夫說，以前所有關于纖維拉絲的方法，對他們所用的新材料都不起作用。只有用新方法，新材料才能拉絲成型。zui后的成品纖維很簡單，但卻有二極管半導體設備的功能，只能單向導電。此前的二極管都無法用這種方法。
奧夫表示，研究還表明，也可以用以前從未考慮過的其他材料來組合拉成纖維。因為纖維材料的物理結構和在預成品中是一樣的，我們zui終有望利用這些纖維自身的結構，組合出更多更復雜的電路。這種纖維可以作為光線、溫度或其他環(huán)境下的傳感器，還能用于紡織，比如織成太陽能電池布料。
向“纖維”邁出重要一步
新研究起始于“一根纖維可以精細到什么程度”這一zui基本的問題。領導該研究的約爾·芬克說，zui近幾十年里，人們在各種形式的電子設備方面取得了很大進步，但在整體的功能性、纖維精度與織造技術等方面卻少有進展，還在用人類早期發(fā)明的形式。新研究有望使纖維拉絲也成為一種人工合成新材料的途徑。
研究人員出了15種各不相同的纖維二極管設備，如果進一步研究“還可能得到上百種”，zui終能把它們互相連接起來形成電路。
克萊姆森大學光學材料科學與工程技術中心主管約翰·巴雷托教授補充說：“近來人們開始關注半導體光纖的潛在應用，它結合了光電子和半導體兩方面優(yōu)點。將通常無法直接編織的材料制成織物，使纖維也能作為一種微型固態(tài)化學反應器。這也創(chuàng)造了更多機會，可以看做是邁向“纖維”的重要一步，能產(chǎn)生、傳播、傳感并控制光子、電子以及聲子。”