于利希研究中心与莱布尼茨研究所的联合团队在《先进材料》发表重大研究成果，成功制备出碳-硅-锗-锡(CSiGeSn)四元合金半导体材料。这项突破首次实现了元素周期表IV族全部四种元素的稳定合金化，为硅基光电集成和量子技术带来革命性进展。

研究团队采用工业级化学气相沉积(CVD)系统，通过精确调控工艺参数，克服了碳原子(半径0.77Å)与锡原子(半径1.4Å)间的巨大尺寸差异和键合能障碍。项目负责人Dan Buca博士指出："这种材料完美结合了带隙可调性与CMOS工艺兼容性，其性能远超纯硅材料"。实验证实，该合金可实现从近红外到中红外的带隙连续调控，并成功制备出室温工作的量子阱发光二极管。

该技术的三大创新价值在于：

工艺兼容性：完全采用现有半导体产线设备，无需特殊改装

功能拓展性：首次在硅基平台上实现光电转换与热电转换的协同调控

集成优势：可直接在芯片制造过程中构建量子结构，突破传统异质集成的限制

研究团队已与工业伙伴展开合作，重点开发面向数据中心光互连的硅基激光器、可穿戴设备自供电系统等应用。据估算，这种新材料可使光子元件制造成本降低60%以上，同时保持与现有电子元件的工艺兼容性。

更多信息： Omar Concepción 等，《C‐Si‐Ge‐Sn 自适应外延：可定制的块体和量子结构》，《先进材料》(2025 年)。期刊信息： 先进材料