新的硅对先进的电子和能量设备具有含义

一个研究团队，由托马斯·谢尔和蒂莫西散步Carnegie科学机构亚博老虎机网登录那已经设计了一种具有六边形结构的创新晶体形式的硅的新技术。

该新颖的硅可用于制造先进的电子和能量装置，其具有改善的性质，其超出目前所使用的“正常”立方体形式的硅形式的特性。该研究发表在物理评论信杂志。

硅在人类生命中具有重要作用，是地壳中的第二个最丰富的元素。当硅与其他元素结合时，对若干基础设施和建筑项目变得必不可少。

其纯粹的元素形式的硅是足够的，即美国 - 加利福尼亚硅谷的长期技术中心 - 绰号以纪念它。

与所有元素类似，硅可以采用不同的结晶形式，称为同种异性，以相同的方式，即超硬金刚石和软石墨是碳的两种形式。但通常用于电子设备的硅类型，例如太阳能电池板和计算机，具有与钻石相同的结构。

尽管其难以致力于，但这种类型的硅实际上没有完全改善，以便高性能的应用，例如高性能晶体管和某些光伏器件。

虽然具有改善的物理性质的不同类型的硅片同质是假设可行的，但实际上只存在一些存在。这是由于目前可访问的熟悉的合成途径缺乏。

以Si24称为Si24，革命性的新形式的硅形式，以前由Strobel的实验室开发。该硅具有由一系列1D通道组成的开放式框架。

在新的研究中，Shiell和Strobel将一个研究团队利用Si24作为一个多阶段合成途径中的开始点，其在称为4h-硅的形式中导致高度取向的晶体，称为其四个重复层六角形结构。

一世在六角形硅的最新名可以追溯到1960年，因为有可调电子特性的可能性，这可以增强超越立方体形态的性能。

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六边形形式的硅已经以前合成，而是仅通过沉积薄膜或作为与随机材料共存的纳米晶体。亚博网站下载最近展示的SI24途径创造了第一种高质量的散装晶体，作为即将到来的研究活动的基础。

该团队能够从SI24到4H-SI和有助于保持高度取向的产品晶体的结构链接来解释从SI24到4H-SI的过渡机制。

这是通过使用称为Pallas的复杂计算工具来完成的，该工具早期由研究团队成员开发，以估计结构过渡途径，例如当加热时的冷冻蒸汽时，水变成冰。

除了扩大对新型结构的合成的基本控制外，散装4H-硅晶体的发现还通过应变工程和元素替代来打开令人兴奋的未来研究前景的门，以便调整光学和电子特性。

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“我们可以使用这种方法来创造种子晶体，以潜在超过钻石硅的特性来生长大量的4H结构，”Shiell结束。

卡内基的李竺也是该研究小组的成员，以及来自澳大利亚国立大学的RMIT大学和Jodie Bradby的Brenton Cook和Dougal McCulloch。

该研究由国家科学基金会资助，材料研究分工。亚博网站下载亚博老虎机网登录

本研究的一部分是在HPCAT（部门16），高级光子源（APS），阿贡国家实验室进行的。

HPCAT的运营得到了Doe-NNSA的实验科学办公室的支持。亚博老虎机网登录先进的光子来源是美国能源部（DOE）科学用户设施办公室，由Argonne National实验室为Doe Science办公室运营。亚博老虎机网登录

期刊参考：

Shiell，T. B.，等。（2021）通过亚稳态的同种异体转变散装结晶4h-硅。物理评论信。doi.org/10.1103/physrevlett.126.215701。

来源：https://carnegie亚博老虎机网登录science.edu/