新型锗锡合金半导体研究取得进展
2026-02-06 14:22
来源:爱丁堡大学
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一项国际合作研究成功合成出新型锗锡合金半导体材料,该材料在光电子应用领域展现出潜力。由爱丁堡大学科研人员牵头的研究团队,通过高温高压方法制备出这种稳定的合金,其研究成果已发表于《美国化学会志》。

新型GeSn材料的结构示意图,置于六边形图案的电子衍射背景上。

锗锡合金作为一种新型半导体材料,被认为在光电转换效率上可能优于目前广泛使用的硅。此类半导体材料是实现光能与电能相互转换的核心组件,对于发展更高效的光电器件具有重要意义。然而,由于锗与锡两种元素在常规条件下难以发生反应,合成具有实用价值的锗锡合金一直是项挑战。

研究团队采用了一种创新的合成路径。他们将锗与锡的混合物加热至超过1200摄氏度,并施加高达10吉帕斯卡的压力,这一压力条件极为特殊。该方法成功在实验室中制备出了稳定的新型半导体材料。团队表示,该工艺最终可在常温常压下产出可用于器件制造的合金。

这项研究汇集了来自英国爱丁堡大学多个学院、德国亥姆霍兹地球科学研究中心、法国里尔大学、格勒诺布尔阿尔卑斯大学、拜罗伊特大学以及欧洲同步辐射装置的研究人员。领导该研究的爱丁堡大学工程学院乔治·塞尔吉乌博士表示:“这项工作通过我们新定义的协同途径,即创造反应活性并引导回收具有所需晶体结构的材料,为新材料的设计开辟了新的途径。这项研究旨在满足电子设备和数据中心日益增长的电力需求,这些设备和数据中心需要创新的途径来开发能够利用光来提高能源效率的新型半导体材料。”

研究团队指出,此类新型半导体材料未来若应用于计算机处理器或医疗成像等设备,可能有助于提升其运行效能并降低能耗。

更多信息:作者:George Serghiou等人,标题:《高压和成分导向法制备六方锗锡合金》,发表于:《美国化学会志》(2025)。期刊信息:《美国化学会志》

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