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【資料圖】

研究人員開發(fā)出了一種半導(dǎo)體量子點(diǎn)的“超晶格”，它的功能類似于金屬。圖片來源：美國《賽特科技日報(bào)》

據(jù)最新一期《自然·通訊》雜志報(bào)道，包括日本RIKEN新興物質(zhì)科學(xué)中心研究人員在內(nèi)的團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)造了一種由硫化鉛半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)組成的“超晶格”，研究人員在這種晶格中實(shí)現(xiàn)了類似金屬的導(dǎo)電性，導(dǎo)電性比目前的量子點(diǎn)顯示器高100萬倍，且不會(huì)影響量子限制效應(yīng)。這一進(jìn)步可能會(huì)徹底改變量子點(diǎn)技術(shù)，從而在電致發(fā)光設(shè)備、激光器、熱電設(shè)備和傳感器中實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用。

半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)由于其特殊的光學(xué)性質(zhì)而引起了人們極大的研究興趣，這些性質(zhì)是由量子限制效應(yīng)引起的，能應(yīng)用于太陽能電池，提高能量轉(zhuǎn)換的效率；在生物成像中，它們可用作熒光探針、電子顯示器；科學(xué)家甚至可以將它們捕獲和操縱單個(gè)電子的能力用于量子計(jì)算。

然而，讓半導(dǎo)體量子點(diǎn)高效導(dǎo)電一直是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，阻礙了它們的充分利用。這主要是因?yàn)樗鼈冊诮M裝中缺乏方向順序。

此次研究實(shí)現(xiàn)突破的關(guān)鍵是讓晶格中的各個(gè)量子點(diǎn)直接相互連接，不需要配體，并以精確的方式定向它們的面。

研究人員測試了新材料的導(dǎo)電性，當(dāng)使用雙電層晶體管增加載流子密度時(shí)，發(fā)現(xiàn)在某個(gè)點(diǎn)上，它的導(dǎo)電性比目前量子點(diǎn)顯示器的導(dǎo)電性高100萬倍。重要的是，單個(gè)量子點(diǎn)的量子限制仍然保持不變，這意味著盡管它們的導(dǎo)電性很高，但不會(huì)失去功能。

研究人員表示，對組裝中的量子點(diǎn)進(jìn)行精確的定向控制可以導(dǎo)致高電子遷移率和金屬行為。這一突破可能為在新興技術(shù)中使用半導(dǎo)體量子點(diǎn)開辟新的途徑。

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