化学家制造出新型硅基纳米材料

文章来源：pengchengzk 更新时间：2015-04-01

布朗大学的化学家获得了一种制备新型二维类石墨烯半导体纳米材料的方法，这种方法仍然使用半导体行业的老革命—硅材料。 在《纳米通讯》杂志上发表的一篇论文中，研究人员介绍了一种采用硅碲化合物制备纳米带和纳米片的方法。这种材料是一种非常纯净的P型半导体材料，可用于许多电子和光子设备。不仅如此，这种材料具有层状结构，可供锂和镁占据，意味着其可以用于制造电池的电极。 “硅基化合物是现代电子工艺的中坚力量，”布朗大学化学系助理教授Kristie Koski说。“硅碲化合物是这个大家族的一员，我们也找到了一种新方法来使用它制备分层的二维纳米材料。”Koski及其团队在管式炉中通过气相淀积法合成了这种新材料。当在管中加热时，硅和碲气化后发生反应，得到该材料的前驱体，并通过氩载气沉积在衬底上。然后，从这种前驱体上生长得到硅碲化合物。通过调节管式炉的温度和使用不同的衬底，可获得不同的结构。进一步调节过程中的参数，研究人员可获得约10微米长、50至1000纳米宽的纳米带。 不仅如此，他们还可以在基板上生长纳米片。“我们看到很多直立生长的纳米片，”Koski说。“这些纳米片是半六边形，看起来有点像一个墓地。”从晶体结构上来说，材料不同的形状具有不同的取向。因此，它们具有不同的特点，不同的应用方向。 研究人员进一步表明，通过使用不同的基板，可以实现对这些材料的掺杂。掺杂是指在材料中引入微小的物质，从而改变材料的电学特性。在这种情况下，研究人员表明，当在蓝宝石衬底上生长硅碲化合物时，可掺杂铝元素，这会使得材料由P型半导体变成N型半导体等一系列性能的改变。 Koski说，这种材料在环境中不是特别稳定，但是也有补救措施。“我们的方案是，通过氧化碲硅化合物，获得氧化硅涂层，”她说。“有了这层保护层，它就可以保持稳定。” Koski及其团队计划进一步测试材料的电学和光学性能。Koski said.“我们认为这种新型材料在将二维材料应用到电子产品方面有非常大的潜力。”