2016年3月23日
一个物理学家和材料学家组成的团队亚博网站下载利哈伊大学已经开发出一种新技术来创建单一的晶体,在更广泛的材料等高科技的应用程序可以使用太阳能设备,微电子等。亚博网站下载
扫描电子显微摄影(A)和图像质量地图(b)的显微照片展示的能力制造玻璃表面有图案的单晶结构。在下图(b),绿色代表一个水晶镶嵌在蓝色玻璃背景。两个人物线条的宽度是5微米。(信用Dmytro Savytskii布莱恩·克诺尔Dierolf & Himanshu Jain)下
据研究人员介绍,最新的发展潜力固体材料,包括眼镜,用随机原子结构以单晶形式开发硅。亚博网站下载硅是目前世界上领先的半导体材料。这项研究已经发表在自然杂志上,科学报告,在一篇题为“示范的单晶生长通过固相固相转变玻璃。”
固体,以单晶形式,表现出卓越的高科技应用程序所需的属性。研究人员解释说,这样的应用程序组成的发光二极管(led)和激光,在衬底上沉积与薄的单晶薄膜的外延生长分层开发半导体器件。
Himanshu Jain,纸张的四位作者之一,告知熔化过程用于单一晶体硅的生长。然而这个过程更改或分解其他有用的材料,呈现无效。亚博网站下载
微小晶体之间的界限在多晶材料较弱或坏的链接,给不良的材料属性。亚博网站下载一个单晶,没有边界,具有优越的特性。更强的机械在腐蚀性环境中,它是电子优越,它传播光。
Himanshu Jain,利哈伊大学材料科学与工程教亚博网站下载授亚博老虎机网登录
使用一种新的加热方法,研究人员能够把玻璃转变成一种单晶没有玻璃通过液体或气相,并没有产生任何不必要的核和晶体。
”在第一个明确演示的全固态玻璃,水晶转换,避免无关的成核……通过空间局部激光加热和包含一个合适的玻璃前的成分,”研究小组在科学报告中写道。
Dmytro Savytskii是科学报告的文章的第一作者,也是研究科学家在里海的材料科学与工程系。亚博网站下载亚博老虎机网登录作者还包括Dierolf下,特聘教授和主席的物理系,布莱恩·克诺尔和菲尔勒迪金森大学物理学助理教授。克诺尔在2014年获得了物理学博士学位里海。
Jain告知在单晶材料的原子聚集在一个组织良好的三维晶格结构。为了创建一个巨大的矽单晶,单晶硅的小种子,从熔化的硅停;这种融化硅的原子沉积在种子在三维晶格结构。基于速率的水晶是停了下来,一大或小单晶矽实现当熔体冷却下来。
对比技术是由耆那教徒的团队创建一个单晶的硫化锑硫族化物玻璃。为了促进发展的一个水晶玻璃,内团队采用激光加热玻璃从室温结晶温度,这是远远低于其熔点。使用显微镜的结合颜色映射和电子衍射,该组织能够识别原子的方向配置,并演示了单一的结晶度的形成在不同地方的样本。
耆那教的观察到单晶的发展发生玻璃加热,其熔体冷却时,不发生,与硅的情况一样。这可以很容易地从划痕,遇到的长度通过单晶激光产生的玻璃。融化的玻璃后,划痕会消除,被消除。
一旦我们使单晶线,我们回溯到最终获得并行单晶线和single-crystal-layer表面上的玻璃。我们可以针这些线将整个玻璃表面转化为单晶。
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Jain说,团队的目标是应用足够的热量,这样无序的原子在玻璃可以组装成一个水晶没有引发不必要的晶体的成核。
我们想要的只有一个核形成。如果我们得到多个核,我们最终得到一个多晶陶瓷材料与不受欢迎的特性。
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为了消除无关的成核,聚焦激光是用来限制加热玻璃的数量,使单个核的形成。这个核正迅速成长为一个晶体。
“我们显示,可以避免不必要的额外的成核通过减少加热区域的体积和不断增长的水晶通过移动激光速度足够快,没有时间形成的晶体,”研究小组报道科学报告。
另一种方法是由预先设计的团队,依靠一个玻璃组成碘、硫和锑。随着晶体开始形成和发展,碘逐渐转变的水晶和进入相邻的玻璃,试图抑制成核。