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[涨姿势] 室温半导体创下新能源速度记录

作者：精品下载站 日期：2024-12-13 16:27:15 浏览：12 分类：涨姿势

室温半导体创下新能源速度记录

一种特殊的量子材料有办法克服硅等标准半导体的缺点。

[涨姿势] 室温半导体创下新能源速度记录

未来的半导体可能都具有这一特性。

图片来源：姜杰峰/Shutterstock.com

如果您正在阅读本文，您很可能使用过半导体。这些材料（通常是硅）是我们大部分技术的基础。正如人们想象的那样，它们非常有用，但它们也并非没有局限性。其中一个关于传输速度的问题现在可能已经在一种特殊的超原子半导体中得到了克服。这使其成为能源传输方面迄今为止最好的半导体。

在半导体中，电子可以从一个自由点跳跃到另一个自由点，这在技术上称为空穴。电子自行移动，也可能与空穴一起移动。在后一种状态下，它们是一种准粒子，称为激子，其行为类似于真实的粒子，但实际上只是一种特殊的相互作用。

这并不是半导体中唯一起作用的准粒子。材料中的自然振动也可以用称为声子的准粒子来表示，当它们与激子相互作用时，它们会散射激子，释放热量并降低信息和能量在半导体中传播的最大速度。

好吧，直到这一次。这种新材料由铼、硒和氯制成，其化学式为Re6Se8Cl2。在材料中，声子和激子之间会发生一些奇怪的事情。它们没有散射，而是合并成一种新的准粒子：声激子极化子。  

这种新的准粒子允许信息和能量传输的速度是电子穿过硅的速度的两倍。但这不仅仅是运动，还有处理速度。这些准粒子由光而不是电流控制，因此处理速度有可能比当前半导体快一百万倍。而且它不需要冷却到非常低的温度来体现这些量子效应。

“就能量传输而言，Re6Se8Cl2 是我们所知的最好的半导体，至少到目前为止是这样，”化学哥伦比亚大学教授米兰·德洛尔在一份声明中说道。

在 Re6Se8Cl2 中发现了这种令人惊奇且意想不到的特性后， 团队现在准备了解为什么这种材料中会出现这种声激子极化子。了解这一点对于寻找更好的半导体非常重要。

铼是地球上最稀有的元素之一，因此除非我们突然在某处发现大量铼，否则这种半导体的商业适用性是不存在的。但这种材料中存在这种特性的事实表明，它也可能在其他地方找到。采用制造成本低得多的材料。

“这是唯一一种能够实现室温弹道激子输运的材料。但我们现在可以开始预测哪些其他材料可能具有我们以前从未考虑过的这种行为，”德洛尔说。 “有一整套超原子和其他二维半导体材料，具有有利于声极化子形成的特性。 ”

该研究发表在《科学》杂志上。

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