2009年9月9日
在开发前景多纳米晶体制成的太阳能电池的未来,和使用太阳能生产清洁和可再生液体运输燃料,研究人员用美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)报道一种技术的奈米棒晶体的导电性半导体硒化镉增加100000倍。
图像(一)是一种透射电子显微照片的硒化镉纳米晶体在黄金面前尖端增长解决方案和图像(b)。图像(c)是一个单一的纳米晶体的扫描电子显微图二端设备。
“我们的成功的关键是黄金制造的电触点两端的硒化镉棒通过直接解决方案相生长的黄金技巧,”保罗Alivisatos说,伯克利实验室的临时主任,他领导了这一研究。”Solution-grown提供了一个亲密接触,突然nanocrystal-metal联系免费的表面活性剂,这意味着与以前的技术添加金属接触,我们保存起始纳米晶体的本征半导体特性。”
Alivisatos是一个化学家与伯克利实验室的材料科学部门,共同任命和加州大学伯克利分校教授,他是拉里和黛安娜烈性黑啤酒纳米技术。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球他是一个国际上公认的权威纳米晶体生长和发表的一篇论文的通讯作者在线版的纳米快报(“增强半导体纳米晶体通过溶液电导增加联系人”)。
与他人共同撰写的论文Alivisatos马修·谢尔登和Paul-Emile特鲁多,成员Alivisatos的研究小组;塔勒布Mokari,伯克利实验室的分子铸造;和lin Wang Wang在伯克利实验室的计算研究部门。
与世界能源需求预计到2050年将增加一倍以上,超过三倍的21世纪,当务之急是可持续和碳中和能源技术开发。利用阳光发电以及水分子分裂为燃料的生产是设想的理想能源,和纳米晶体可以成功的关键这一愿景。在半导体纳米晶体中电导率是一个关键元素对太阳能发电和太阳能燃料技术。
“标准联系程序直接沉积金属到半导体纳米晶体,如用于商业圆片规模芯片制造,导致合金和金属半导体接触界面的化学反应,”谢尔登说,他是第一作者在纳米快报。“这意味着完成电气设备实际上是由不同的材料比纳米晶体开始。”
谢尔登指出,尽管化学处理,如腐蚀表面活性剂,可以提高薄膜的导电性纳米晶体固体,这些疗法往往会改变半导体的电特性,例如切换材料n型和p型或改变表面的密度状态。此外,他说,先前的研究并未解释为何电导率提高,除了承认表面活性剂的去除覆盖。
在这个新的研究中,谢尔登,Alivisatos及其合著者使用单一纳米结构电气测量进行系统性的比较硒化镉纳米棒,没有黄金技巧。solution-grown引爆过程开始时添加金盐的溶液甲苯和硒化镉纳米棒,导致黄金被选择性地沉积在奈米棒的技巧。硅晶片测试芯片被浸泡在这奈米棒的解决方案。在浸入水中,toulene溶剂的蒸发面向个人硒化镉纳米棒在预定义的金电极,通过电子束光刻技术制造的。结果金头硒化镉异质结构设备的电导率在二端几何特征作为source-drain电压和温度的函数。
Alivisatos说,“我们的研究表明,金头性能优越的硒化镉异质结构的结果从一个解决方案的更低的肖特基势垒和种植联系人不改变半导体的化学成分。此外,我们的工作证明了越来越复杂的高质量的电子设备,可以通过自组装和验证这个过程看作一个极好的路线的下一代电子和光电设备利用胶体纳米晶体”。
谢尔登补充道,“我们相信,我们的方法是未来的理想策略使设备从半导体纳米晶体,因为它保留了字符的精确控制纳米晶体的合成合成发展在过去的几十年。”
Sheldon说这项工作的下一步将确定戏剧性改善电行为可以转化为改善nanocrystal-based能源生产。最初,该集团计划调查增长联系在光伏应用中使用的解决方案。