德国亥姆霍兹研究中心协会 以砷化镓核、砷化铟铝壳和砷化铟镓覆盖层(镓为蓝色阴影，铟红色和铝青色)为特征的纳米线的横截面
图像是由能量色散x光光谱学产生的
信用:HZDR / R
休伯纳 纳米线有望使发光二极管更加多彩，太阳能电池更加高效，此外还能加速电脑运行
也就是说，假设微小的半导体在正确的波长下将电能转换成光，反之亦然
德国亥姆霍兹-曾特朗德累斯顿-罗森多夫(HZDR)的一个研究小组已经成功生产出工作波长可以在很宽范围内自由选择的纳米线——只需改变外壳结构即可
微调的纳米线可以在光电元件中扮演多种角色
正如该团队在《自然通讯》上报道的那样，这将使组件更强大、更具成本效益、更容易集成
纳米线用途极其广泛
这些微小的元素可以用于纳米技术中的小型化光子和电子元件
应用包括芯片上的光学电路、新型传感器、发光二极管、太阳能电池和创新的量子技术
独立的纳米线确保了最新半导体技术与传统硅基技术的兼容性
由于与硅衬底的接触很小，它们克服了结合不同材料的典型困难
为了他们持续了几年的研究，德累斯顿的研究人员首先着手在硅衬底上从半导体材料砷化镓中生长纳米线
下一步包括将薄晶片封装在另一层材料中，在该层材料中添加铟作为附加元素
他们的目标是:这种材料不匹配的晶体结构会导致线芯产生机械应变，从而改变砷化镓的电子特性
例如，半导体带隙变小，电子变得更易移动
为了放大这种效应，科学家们不断向外壳中添加更多的铟，或者增加外壳的厚度
结果出乎意料
将已知的效果发挥到极致 “我们所做的是将一个已知的效应发挥到极致，”这项研究的负责人埃马诺尔·迪马科斯解释说，该研究涉及来自汉堡的汉堡大学、德累斯顿大学和DESY大学的研究人员
“获得的7%的应变是巨大的
" 在这种应变水平下，迪马科斯预计半导体会出现紊乱:根据他们的经验，线芯会弯曲或出现缺陷
研究人员认为，特殊的实验条件是没有这种疾病的原因:首先，它们生长出极细的砷化镓线——大约比人类头发细5000倍
第二，该团队设法在异常低的温度下生产了线壳
然后原子的表面扩散或多或少被冻结，迫使壳层在核心周围均匀生长
研究小组通过在德累斯顿的设施以及汉堡的高亮度x光光源佩特拉三号和英国的戴蒙德进行几个独立的系列测量，巩固了他们的发现
这一非凡的结果促使研究人员进行了进一步的研究:“我们将注意力转移到了引发纳米线核心极高应变的原因，以及如何将其用于某些应用的问题上，”迪马科斯回忆道
“科学家们多年来一直意识到砷化镓是一种材料，但纳米线是特殊的
一种材料可能在纳米尺度上表现出全新的性质
" 光纤网络的潜在应用 研究人员意识到，高应变让他们将砷化镓半导体的带隙转移到非常低的能量，使得它甚至可以兼容光纤网络的波长
技术里程碑
毕竟，这个光谱范围以前只能通过含有铟的特殊合金来实现，由于材料的混合，这导致了许多技术问题
生产纳米线需要高精度的方法
四年前，一个特殊的系统被安装在HZDR用于此目的:分子束外延实验室
原子或分子束自催化生长纳米线是在实验室中实现的；光束在超高真空中被引导到硅衬底上
埃马努尔·迪马科斯在建立实验室的过程中发挥了重要作用
当前出版物中报道的大多数研究是莱拉·巴拉吉博士进行的
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