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来自德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员在今天的《美国化学学会杂志》上报告说,纳米晶体形式的硅可以被强制发光,这项技术可能在未来带来廉价的硅激光器和平板显示器。“块状硅不发可见光,但我们的结构可以,”首席研究员布莱恩·科格尔说。“我们的晶体还具有可调谐的优点,这意味着我们可以通过调整晶体的大小来创建特定颜色的光。较小的晶体发出蓝光,较大的晶体发出绿光甚至红光。”
科格尔和他的同事基思·约翰斯顿通过一种称为受控沉淀的过程制造了微小的球形硅晶体。首先,他们在高压钛室中将包含有机溶剂(己烷)和链状烃配体(辛醇)的混合物加热到约 500 摄氏度。然后他们添加了纯硅,纯硅分解成单个原子。辛醇链与硅原子结合,阻止它们重组形成普通的大晶体。当溶剂蒸发后,只剩下小的硅晶体,即称为纳米晶体或量子点的结构。“你最终得到的是这些不互相粘附的模糊硅颗粒,”科格尔说。“控制它们大小的是你拥有的配体数量。如果你有很多配体,晶体就会保持很小。如果你没有很多,它们就会继续生长成非常大的晶体。”
研究人员已经成功地使纳米晶体发出蓝色和绿色的光,并表示他们也即将从他们的制造品中诱导出红色光。虽然其他研究人员过去也生产过硅发射器,但没有人制造出在可见光谱中发光或可以调谐到发射不同颜色的晶体。科格尔对未来的应用持乐观态度:“假设你想要一台越来越小的计算机。缩小计算机的挑战归结为缩小材料的技术。这就是我们所做的。”