半导体既能表现得像金属又有超导体属性 超高效电子设备不远了？

斯旺西/罗斯托克联合研究小组发现，半导体材料表面的晶体结构可以使它们表现得像金属，甚至像超导体。这一发现可能为更节能的电子设备等先进技术打开大门。

半导体是晶体管、集成电路、传感器和LED的有效组成部分。这些材料大多以硅为基础，是当今电子工业的核心。

我们几乎一直在使用离不开它们的产品，在现代的电视机上，在电脑上，作为照明元件，当然也作为移动电话的一部分。

另一方面，金属连接着有源电子元件，是器件的骨架。

由斯旺西大学化学系和德国罗斯托克大学的克里斯蒂安•克林克教授领导的研究小组分析了半导体材料表面的晶体。

将胶体合成法应用于硫化铅纳米线，研究小组发现，组成晶体的铅原子和硫原子可以以不同的方式排列。至关重要的是，他们发现这影响了材料的性能。

在大多数配置中，这两种类型的原子混合在一起，整个结构表现出半导体特性。

然而，研究小组发现，一个特殊的“切割”晶体，表面有所谓的{111}切面，只包含铅原子，显示出金属特性。

这意味着纳米线携带更大的电流，它们的晶体管行为被抑制，它们不像半导体那样对光照做出反应，而且它们表现出与温度相反的依赖性，这是金属的典型特征。

Mehdi Ramin博士是斯旺西/罗斯托克小组的研究人员之一，他说:“当我们发现我们可以合成具有不同切面的硫化铅纳米线，使它们看起来像直的或锯齿形的导线之后，我们认为这对其电子特性一定会产生有趣的影响。”

“但是这两种行为让我们很吃惊。因此，我们开始更详细地研究这种形状的会带来什么结果。”

研究小组随后又有了另一个发现：在低温下，纳米结构的表皮甚至表现得像超导体。这意味着电子通过低电阻的结构传输。

领导这项研究的斯旺西大学和罗斯托克大学的克里斯蒂安•克林克教授说：

“这种行为令人震惊，当然需要更详细的研究。

但它已经提供了新的令人兴奋的洞见，同样的材料如何根据其结构拥有不同的基本物理特性，以及未来可能会发生什么。

一个潜在的应用是无损能量传输，这意味着没有能量被浪费。

通过进一步的优化和将原理转移到其他材料上，可以取得重大进展，这可能会导致新的高效电子设备的出现。

在这篇文章中提出的结果仅仅是迈向令人兴奋的材料化学和物理的漫长而富有成果的新旅程的第一步。”

原文来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200317103838.htm