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| 納米級半導體在天大材料學(xué)院成功問(wèn)世 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-08-28 14:45:08 瀏覽次數： |
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最近，《Nature Communications》(《自然通信》)雜志上發(fā)表了一篇具有突破性的文章，稱(chēng)天津大學(xué)材料學(xué)院量子點(diǎn)材料與器件研究組首次用物理方法合成了單分散量子點(diǎn)，比化學(xué)方法更有效。戲劇性的是，這一世界首創(chuàng )的工藝還得感謝四年前的一個(gè)疏忽。
4年前，論文通訊作者杜希文教授實(shí)驗室的一名學(xué)生在做用激光將金屬靶打碎成金屬粒的實(shí)驗。該實(shí)驗一般只需用激光照射金屬靶3分鐘左右，但那位學(xué)生中途離開(kāi)了，于是放任激光照射金屬靶達4個(gè)多小時(shí)。結果金屬靶被打成了幾納米的金屬粒子，這樣的結果似乎更加理想。課題組由此受到啟發(fā)，開(kāi)始探索如何利用激光把半導體材料 “打成”納米大小的均勻顆粒。歷時(shí)4年，他們最終在這一領(lǐng)域探索出了合成單分散量子點(diǎn)的物理方法。
杜希文說(shuō)，過(guò)去一直通過(guò)濕化學(xué)方法，利用集中化學(xué)物品之間的反應來(lái)制得量子點(diǎn)材料。這種方法耗時(shí)長(cháng)，少則幾個(gè)小時(shí)多則幾天，而且還會(huì )產(chǎn)生大量的污染物，對環(huán)境造成負擔。相比濕化學(xué)方法，天大材料學(xué)院的這種新方法耗時(shí)短得多，一次僅需20多分鐘；而且獲得的量子點(diǎn)大小更均勻；表面沒(méi)有化學(xué)藥物，非常潔凈。并且利用激光這把“錘子”，科學(xué)家們可以根據實(shí)際需要“變化”力度，精確控制半導體材料的具體尺寸。
杜希文說(shuō)，預計未來(lái)這一工藝有助于獲得更加廉價(jià)的量子點(diǎn)，使其在疾病診斷、水污染檢測、光電轉換等領(lǐng)域發(fā)揮更加顯著(zhù)的作用。因為當半導體材料直徑在幾納米大小時(shí)，可表現出許多獨特的物理性質(zhì)。例如大家熟知的硅，正常體積下將太陽(yáng)能轉換電能的最高效率為33%，但是當硅的體積為4納米左右時(shí)，效率可以提高到66%。有的材料還能發(fā)出特別的光，如果在腫瘤的抗體藥物上攜帶納米級別的發(fā)光材料，可以非常準確地標記出腫瘤的位置，為醫生判斷病情、尋找病灶提供幫助。正是因為這些量子點(diǎn)(又稱(chēng)為半導體納米晶)具備這樣神奇的能力，因此目前是各國科研人員研發(fā)的熱點(diǎn)。
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