2005年8月19日
通用电气公司全球研究的集中研究机构通用电气公司该公司已经宣布开发出一种理想的碳纳米管二极管,这种二极管的工作性能可以达到“理论极限”,也就是最佳性能。这是比去年通用电气公司开发并公开的“纳米管二极管(纳米管二极管)”有很大进步的产品。这一最新的突破将使更小、更快、功能更强的电子设备成为可能。
在研究过程中,GE公司的李志雄(音译)博士团队在纳米管二极管装置中观察到了光伏效应,并做出了相关发现。这是一个非常重要的进展,可能导致在光伏研究的新方法和突破。光伏研究是通用电气“绿色创想”计划的一个关键组成部分,该计划于今年5月启动。绿色创想代表了该公司积极推动并将新技术推向市场的承诺,帮助客户应对最紧迫的能源和环境挑战。
通用电气在2005年8月15日版的封面故事中报道了这一发现应用物理快报.
“通用电气开发‘完美’碳纳米管设备的成功不仅引领了电子技术的新时代,还可能为太阳能研究打开了新的大门,”通用电气纳米技术的先进技术领导者玛格丽特·布洛姆(Margaret Blohm)说。“在我们的纳米管设备中发现的光伏效应可能会导致太阳能电池领域的令人兴奋的突破,使其更有效,并成为主流能源市场上更可行的替代品。
布洛姆补充说:“光伏研究已经是GE绿色创想计划的主要组成部分,这一最新发现只会进一步推动该公司寻找清洁、可持续能源的替代来源,造福我们的客户和整个社会。”
在“绿色创想”计划下,通用电气承诺在未来五年内将对环保新技术的投资从7亿美元增加到15亿美元,增加一倍以上。作为这一承诺的一部分,通用电气全球研究中心在光伏领域开展了一个积极的项目,研究如何更经济、更高效地利用阳光发电。最近在碳纳米管二极管装置中发现的光伏效应只会有助于进一步推进正在进行的研究工作。
二极管是基本的半导体器件,构成电子器件的基本构件,如晶体管、计算机芯片、传感器和发光二极管(led)。与传统二极管不同,通用电气的碳纳米管器件具有多种功能——作为一个二极管和两种不同类型的晶体管——这应该使它能够发光和探测光。
除了为光伏研究打开新的大门之外,GE的碳纳米管二极管器件还可以在计算、通信、电力电子和传感器方面有许多应用。
碳纳米管二极管是由在纽约Niskayuna GE全球研究中心纳米技术高级技术项目工作的微纳米结构技术科学家李志雄(Ji Ung Lee)博士领导的团队开发的
p-n结二极管构成了几乎所有电子器件的基础,因此,它的质量通常是半导体器件性能的良好预测指标。不出所料,理想二极管性能的证明,即任何二极管性能的理论极限,是一个非常追求的目标。碳纳米管可以很容易地形成理想的二极管,这一事实有力地证明了它们在电子学上的潜在用途。
二极管由p型和n型半导体材料连接而成。在GE器件中,这两个区域是通过静电掺杂技术形成的,该技术使用两个独立的门连接到单个碳纳米管的两半。通过使一个栅极具有负电压而另一个栅极具有正电压,就可以形成p-n结。通用电气公司的科学家们发现,理想的二极管可以通过悬浮在碳纳米管的中间部分,那里发生了载流子重组。这些结果表明,碳纳米管对接触的衬底非常敏感,并为任何基于碳纳米管的器件的基本工作提供了重要的线索。
科学家们通过检测二极管的光电特性,即光能转化为电能的过程,进一步阐述了理想二极管的行为。尽管碳纳米管二极管的波长比光的波长小1000倍左右,但由于理想二极管的增强特性,它显示出显著的功率转换效率。
http://www.research.ge.com/