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來自德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員在今天的《美國化學學會雜誌》上報告說,奈米晶體形式的矽可以被強制發光,這項技術可能在未來帶來廉價的矽雷射器和平板顯示器。“塊狀矽不發可見光,但我們的結構可以,”首席研究員布萊恩·科格爾說。“我們的晶體還具有可調諧的優點,這意味著我們可以透過調整晶體的大小來建立特定顏色的光。較小的晶體發出藍光,較大的晶體發出綠光甚至紅光。”
科格爾和他的同事基思·約翰斯頓透過一種稱為受控沉澱的過程製造了微小的球形矽晶體。首先,他們在高壓鈦室中將包含有機溶劑(己烷)和鏈狀烴配體(辛醇)的混合物加熱到約 500 攝氏度。然後他們添加了純矽,純矽分解成單個原子。辛醇鏈與矽原子結合,阻止它們重組形成普通的大晶體。當溶劑蒸發後,只剩下小的矽晶體,即稱為奈米晶體或量子點的結構。“你最終得到的是這些不互相粘附的模糊矽顆粒,”科格爾說。“控制它們大小的是你擁有的配體數量。如果你有很多配體,晶體就會保持很小。如果你沒有很多,它們就會繼續生長成非常大的晶體。”
研究人員已經成功地使奈米晶體發出藍色和綠色的光,並表示他們也即將從他們的製造品中誘匯出紅色光。雖然其他研究人員過去也生產過矽發射器,但沒有人制造出在可見光譜中發光或可以調諧到發射不同顏色的晶體。科格爾對未來的應用持樂觀態度:“假設你想要一臺越來越小的計算機。縮小計算機的挑戰歸結為縮小材料的技術。這就是我們所做的。”