久久精品免费观看_欧美日韩精品电影_91看片一区_日日夜夜天天综合

 無機半導(dǎo)體晶體通常傾向于以脆性方式失效，硫化鋅（ZnS）也是如此。ZnS晶體（A）在普通光照環(huán)境（B）下力學(xué)試驗后發(fā)生了嚴重斷裂。然而，我們發(fā)現(xiàn)ZnS晶體在完全黑暗的條件下即使是室溫（C）下也能沿[001]方向變形，發(fā)生εT＝45%的形變應(yīng)變。變形后ZnS晶體的光學(xué)帶隙減小了0.6 eV。圖片來源：Atsutomo Nakamura

無機半導(dǎo)體（如硅）在現(xiàn)代電子學(xué)中是不可或缺的，因為它們介于金屬和絕緣體之間，具有可調(diào)的導(dǎo)電性。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性是由它的帶隙控制的，該帶隙是其 價帶和導(dǎo)帶之間的能量差；窄帶隙會造成電導(dǎo)率的增加，因為電子更容易從價帶移動到導(dǎo)帶。然而，無機半導(dǎo)體具有脆性，這種脆性極有可能導(dǎo)致器件失效，限制了它們的應(yīng)用范圍，特別是在柔性電子器件中應(yīng)用。

最近名古屋大學(xué)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)，與在光照下相比，無機半導(dǎo)體在黑暗中出現(xiàn)了不同的性質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)硫化鋅晶體（ZnS）是一種典型的無機半導(dǎo)體，當暴露于光照下時是脆性的，但在室溫下保持黑暗時是柔性的。這項發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

“以前沒有研究過完全黑暗狀態(tài)對無機半導(dǎo)體力學(xué)性能的影響。”研究的合著者Atsutomo Nakamura說：“我們發(fā)現(xiàn)ZnS晶體在完全黑暗條件下顯示出比光照下更強的可塑性。”

黑暗中的ZnS晶體發(fā)生塑性變形，直到達到45％的大變形才產(chǎn)生斷裂。該小組認為，黑暗中硫化鋅晶體的可塑性增加可歸因于完全黑暗中的高位錯移動。位錯是一種晶體缺陷并能影響晶體性質(zhì)。在光照條件下，ZnS晶體由于其變形機制不同于暗相而顯示脆性。

材料的塑形變形是由于外力(A and B)作用下位錯的形核和長大產(chǎn)生的。一般認為脆性無機半導(dǎo)體材料由于其強的化學(xué)鍵而難以形成位錯。然而，我們發(fā)現(xiàn)在黑暗時的變形過程中，大量的位錯在ZnS晶體中產(chǎn)生和倍增，從而導(dǎo)致了其非凡的塑性。圖片來源：Atsutomo Nakamura

ZnS晶體在黑暗中的高塑性伴隨著變形晶體帶隙的顯著減小。因此，ZnS晶體的帶隙和它們的導(dǎo)電性可以通過在黑暗中的機械變形來控制。研究表明，變形晶體的帶隙減小是由于變形將位錯引入晶體中，改變了晶體的能帶結(jié)構(gòu)。

“這項研究揭示了無機半導(dǎo)體的機械性能對光的敏感性。”合著者Katsuyuki Matsunaga說：“我們的發(fā)現(xiàn)繼續(xù)研究下去，可能研發(fā)出通過控制光暴露來設(shè)計晶體的技術(shù)。”

研究人員的研究結(jié)果表明，無機半導(dǎo)體的強度、脆性和導(dǎo)電性可以通過光暴露來調(diào)節(jié)，這為優(yōu)化電子器件中無機半導(dǎo)體的性能開辟了一條有趣的途徑。