无机半导体材料具有DNA的双螺旋结构
2016-09-21 12:36:54   来源：EE Times   评论：0   点击：

德国慕尼黑工业大学(Technical University of Munich；TUM)的研究人员合成了一种高度弹性的无机半导体材料——SnIP，最特别的是它具有像DNA的双螺旋结构...

这种新型的半导体主要由锡(Sn)、碘(I)和(P)三种元素构成，能够展现出非凡的光学与电子特性，并具备极端的机械柔韧度，其纤维约有几公分长，但可任意弯曲而不至于断裂。截至目前为止，最细的SnIP纤维仅包含5种双螺旋链，而且厚度只有几纳米。

“SnIP的这种特性显然来自于其双螺旋结构，”发现这种材料的慕尼黑工业大学研究人员Daniela Pfister 表示，“相较于具有类似电子特征的砷化镓(GaAs)，这种SnIP很容易大量制造，而且也没什么毒性。”Daniela Pfister目前在以慕尼黑工业大学创新材料特性与合成研究教授Tom Nilges带领的工作小组中进行研究。

通过适度的掺杂，研究人员期望这种新颖的材料能够扩展至电子产业的许多应用，从太阳能电池与热电元素的能量转换，到光催化剂、传感器与光电元素。更重要的是，这种材料的稳定度高达500°C，而SnIP双螺旋可悬浮于甲苯等溶剂中，以便经由喷墨印刷或喷射沉积产生薄层。

双螺旋结构的SnIP模组

根据研究人员，1D的SnIP相当于碳纳米管(CNT)；此外，研究人员们表示他们还只是在探索如何最有效利用这种特性的开始阶段。

“我们仅是在刚开始开发这种材料的相当早期阶段，”Daniela Pfister表示，“每一个工艺步骤仍需要经过进一步的琢磨。”

这种材料的一个有趣特性具有“手性”(SnIP的双螺旋链左右不对称)，可能暗示其所具有的特殊光学特性，只能合成一种变体。

通过理论计算，研究人员期望进一步扩展更多的元素，使其得以形成这类无机双螺旋的特性；此外，研究人员们也已经获得专利保护，并正致力于寻找合成其它材料使其具有类似SnIP 特性的方法。

跨校系的多位研究团队们正致力于这种新材料的特性研究，包括慕尼黑工业大学萧特基学院(Walter Schottky Institute)进行光致发光与电导率测量。奥格斯堡大学(University of Augsburg)的理论学家则探索理论计算方式。基尔大学(University of Kiel)和马克斯-普朗克固态研究所(Max Planck Institute of Solid State Research)的研究人员进行透射电子显微镜研究。Mossbauer光谱与磁特性在奥格斯堡大学进行测量，而科特布斯大学(TU Cottbus)的研究人员则贡献其于热力学测量的成果。