碲化硅是一种硅基半导体材料,而这种材料在某种程度上已被忘却。20世纪60年代在碲化硅材料被确认之后,有关这种材料普遍属性的论文早在超过40年前就已经发表。自此,尽管可以根据需要量进行购买,但对此类材料始终没有过多的研究。毕竟它是基于硅元素的材料。
然而,布朗大学的研究者使碲化硅重见天日并斩钉截铁地将其归入依然不断壮大的二维材料领域。研究结果表明,碲化硅能够创造先进技术,包括改良电池电极以及优化LED。
“对于为什么针对二维碲化硅基本没有著作,我想可能是因为这种材料在二维材料分类中很容易被忽略”,碲化硅研究发起者,布朗大学化学助理教授克里斯蒂 科斯基在一次与IEEE波谱杂志电邮会谈中提到。
之所以科斯基本人发现了碲化硅的潜质,正是因为这种材料是一种二维硫系半导体,而这种半导体结合了大量半导体材料中最理想的部分,例如硅与类石墨烯层,同时它又是一种类似二硫化钼的硫族化物。正是这些使其成为二维材料领域中的新宠。
“碲化硅作为一种二维材料之所以很受欢迎是因为它能够像石墨烯一样可剥离或分解为单层材料”,科斯基解释道。同时还强调:“这种材料呈现彻底透明的同时还可见鲜红色。” “另外,碲化硅是一种天然的p型半导体。在二维材料领域中,极少数是天然的p型材料,可以说得上来的一种则是黑磷(二维磷)。”
科斯基还指出碲化硅所呈现的红色中具有荧光峰,因此碲化硅具有应用于LED使用或作为光电探测器的潜在吸引力。
科斯基补充道:“现如今的硅对于锂离子电池来说是一种很关键的材料。我们还发现碳化硅还能够吸收锂与锰,也就可能应用于储能领域。”
在《纳米知识》(Nanoletters)报刊所描述的研究中,科斯基与其同僚已在布朗大学研制出了多项生成碲化硅的方法,同时还发现了可以控制其生长的方法,从而使产品形成纳米带状、扁平纳米片状或直立纳米片状。
通过改变化学气相沉淀过程所使用的蒸汽炉的温度,科斯基与其同僚能够创造出不同结构的碲化硅。不同形状均具有不同的结晶结构,从而转化为不同形状后,均具有不同的属性与潜在的应用领域。
结合此类新的碲化硅生产方法,布朗大学的研究者们均表示他们能够对二维材料本质上具有吸引力的属性进行微小处理,从而针对该材料生产出独特的元件几何形状或将其应用于光电领域。
科斯基与其同僚会在未来的研究中继续探索碲化硅的电子与光学属性。
(关键字:碲化硅 碲)