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MIT研发数个原子层厚新材料：制作发光器件 - OFweek光学网

OFweek光学网讯：美国麻省理工学院（MIT）研究团队研发出数个原子层厚的新材料，可用于制作发光器件。此概念验证可能带来超薄、重量轻且有柔性的光伏电池、发光二极管（LED）和其他光电器件。其报告是不同研究组描述同一材料的相近似结果，三篇论文发表在3月9日《自然纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志。 研发的材料称为硒化钨（WSe2），是可用于新型光电器件的一类单分子厚的材料，这些光电器件可以控制光与电的相互作用。实验中研究人员使用硒化钨材料制备出二极管 现代电子器件的基本构建模块。 通常情况下，二极管（允许电子只在一个方向流动）是由 掺杂 制成的，这是将其他原子注入到基质材料晶体结构的工艺。通过使用不同材料，这种不可逆过程有可能制备两种基本半导体材料类型，P型或N型。利用新的材料，把难以察觉的薄膜融入非常接近的相邻金属电极之间，并将电极电压从正调谐到负，即可以获得P型或N型材料功能。这意味着可以很容易和很快将材料从一种类型转换到另一类型，对于传统半导体材料这是难以做到的。 MIT研究团队在实验室制备出半n型和半p型掺杂WSe2材料制备的器件，开发出其特征接近理想工作状态的二极管。通过制作二极管，将有可能制备3种基本光电器件 光电探测器、光伏电池和发光二极管。MIT研究团队已经验证了这3种器件。虽然仅仅是概念验证器件，尚未按比例放大设计，成功的验证已经指出通往广泛应用的道路。 已经知道如何制备此类型的大面积材料，尽管尚需更进一步的工作，但没有理由认为不可能在工业规模上大量制备此种材料。 根据物理原理，因为这种材料可以设计成不同宽度的光子带隙，将有可能制备产生任意颜色的LED，而采用以往传统材料很难制出全色彩的LED。又因为材料很薄、透明并极轻，太阳能薄膜电池或薄膜显示器（壁挂电视）可以贴到建筑物表面或车辆窗户上，甚至织入服装。 由于硒元素不像硅元素或其它电子材料那样充裕，材料的薄度成为一大优势。硒化钨薄膜比传统二极管材料薄数千倍，所以制备给定尺寸的器件可以节省数千倍的材料。研究团队除了制备出二极管，也用同样方法制备出p型和n型晶体管和其他电子元件。因为材料如此之薄，这种晶体管在速度和功耗上有显著优势。

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