新的化合物可用于开发更便宜，更安全的近红外半导体

NIMS和东京技术研究所共同发现化合物CA₃SIO是直接过渡的半导体，使其成为潜在有前途的红外LED和红外探测器成分。

这种化合物由钙，硅和氧气组成 - 产生和无毒。许多现有的红外半导体都包含有毒的化学元素，例如镉和柜员。CA₃SIO可用于开发较便宜，更安全的近红外半导体。

红外波长已用于许多目的，包括光纤通信，光伏发电和夜视设备。现有的半导体能够发射红外辐射（即直接过渡半导体）包含有毒化合物，例如汞氢池和砷化甲壳类。

没有有毒化学元件的红外半导体通常无法发射红外辐射（即间接过渡半导体）。希望使用无毒的直接过渡半导体开发高性能红外设备，并在红外范围内具有带隙。

通常，通过组合位于III和V或II和VI组的IV组元素的左侧和右侧的两个化学元件来控制材料的半导体欧洲杯足球竞彩特性，例如能带隙。

在这种传统的策略中，通过使用较重的元素，能量带隙变得更狭窄：因此，该策略导致了由有毒元素组成的直接过渡半导体的发展，例如汞氢池和砷化甲壳虫。

为了发现不含有毒元素的红外半导体，该研究小组采用了一种非常规的方法：他们专注于晶体结构，在这种结构上，硅原子的表现为四位含量的阴离子，而不是其正常的四位阳离子阳离子状态。该组最终选择了氧化氧化物（例如，Ca₃Sio）和氧化剂具有逆钙钛矿晶体结构，合成它们，评估其物理特性并进行了理论计算。

这些过程表明，这些化合物在1.4μm的波长下显示出非常小的带隙，约为0.9 eV，表明它们作为直接过渡半导体的巨大潜力。

这些具有较小直接带隙的化合物即使将它们处理成薄膜，也可能有效地吸收，检测和发射长红外波长，从而使它们非常有前途的近红外半导体材料用于红外源（例如，LED）欧洲杯足球竞彩和探测器。

在未来的研究中，我们计划通过以大型单晶体的形式合成这些化合物，开发薄膜生长过程并通过掺杂并将其转化为固定解决方案来开发高强度红外LED和高度敏感的红外探测器。

如果这些努力有果实，则目前在现有近红外半导体中使用的有毒化学元素可能会被无毒的化学元素取代。

该项目是由由Naoki Ohashi（NIMS研究中心）和Alexander Shluger（伦敦大学学院（UCL）教授）组成的研究团队进行的。欧洲杯足球竞彩这项工作得到了MEXT元素战略计划（核心研究中心：托科达元素策略研究所）和JSPS核心对核心计划的支持，该计划启用了NIMS-UCL协作。

这项研究发表在在线版本的无机化学，《美国化学学会杂志》，于2020年12月10日，当地时间。

来源：https://www.nims.go.jp/eng/