次世代光二極體,鎢還能搞事?

可折疊的手機?可貼在牆上的LED顯示器?或者更清晰及更微小的數碼相機?不久的將來,這些東西或許將很快商業化實現。近日,韓國科學研究人員成功地合成了具有半導體和金屬特性的新型納米材料,該材料被預期有助於下一代非常薄的半導體元件開發。

據韓國新聞報導,韓國科學技術研究院的一個光電材料研究團隊將二曬化鎢納米膜與一維氧化鋅納米線雙重結合,研發出能感知從紫外線到近紅外線的下一代光二極體元件,這種元件具有納米線半導體的雙核結構。

新一代光二極體圖片

光二極體元件是影響手機攝像頭、數碼相機圖元的重要部分,在攝像頭中使用的圖像感測器可通過光二極體元件感知光線後轉換成電子信號,然後通過晶片對信號進行處理。低維納米半導體材料是未來半導體材料的主要發展方向。

研究人員使用的二維材料二硒化鎢(WSe2)是一種p型半導體材料,它具有出色的光回應特性和出色的空穴轉移,已被廣泛用於柔軟顯示幕、感測器或其它柔軟電子元件的製造和研究。一維氧化鋅(ZnO)納米線是未來最有前途的一維納米半導體材料之一,它也是具有高電子遷移率至n型半導體材料,高性能的電子設備的應用材料。研究人員開發出了光電二極體元件,是以形成雙結構的一維氧化鋅納米線和二維二硒化鎢納米膜共混物,並通過氣相沉積法製備新型的光二極體元件,將其運用到圖像感測器圖元中。

新一代光二极管图片

在新材料的測試過程中,研究人員發現,相機中的圖像感測器能非常靈敏地檢測來自光電二極體裝置的可見光並將其轉換為電信號,並通過驅動電路晶片處理該信號。研究人員認為:“一維納米半導體材料是下一個半導體時代的主要候選者,而二維半導體材料可以形成單層或多層納米片,就像過渡金屬二硫屬化物,這個家族的主要成員有二硫化鎢,二硒化鎢,二硫化鉬,二硒化鉬等,它們都是非常值得研究的二維材料,可以實現有趣的物理和化學性質。”將一維和二維通過技術,可以形成一個無缺陷的表面易通過硬維混合的實施,最終實現一個雙鍵結構的新型半導體材料。這種材料可以應用於各種電子設備和光學設備。

研究人員還成功地將混合光電二極體設備用作圖像感測器圖元,用以對流行的韓國兒童動畫“ Pororo”的人物圖像進行成像,效果超過了預期,他們期望這項研究成果能為下一代圖像感測器設備的商業化做出貢獻。該研究成果在國際學術期刊《Advanced Functional Materials》上刊登。

 

 

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