由加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所的弗吉尼亚·格列柯撰写
信用:加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所
发表在《纳米尺度》杂志上的一项研究表明，没有界面缺陷的高质量Zn3P2晶体可以用纳米尺度的方法制造
它包括使用选择性区域外延生长Zn3P2纳米线，Zn3P 2是一种用于太阳能电池和光伏电池的感兴趣的材料
这项工作由ICN2小组组长ICREA教授负责协调
Jordi Arbiol还采用最先进的显微技术和3D模拟来彻底研究纳米线中不同取向结构的形成
磷化锌(Zn3P2)是一种半导体，其特性，包括其在地球上的丰富成分，直接带隙和吸收可见光的高能力，使其成为太阳能电池中具有吸引力的吸收剂候选物，即
e
，由于光吸收而产生自由电荷载流子的层
然而，由于制造高质量材料的困难，对它的深入研究是有限的
特别是，Zn3P2晶体是通过在衬底上外延生长产生的，但是这种材料的结构特性使得它很难在不产生缺陷的情况下生长大块的晶体，这可能会妨碍它的性能
该研究使用纳米结构制造策略来制造具有降低的弹性应变的zn3p 2纳米线，这导致在与衬底的界面处的缺陷少得多
除了证明这种方法是有利的，该工作还使用先进的显微镜、成像和模拟技术来分析低至原子水平的生长过程，并研究在生长的纳米线中出现的其他种类的不规则性的特征和影响
这项研究是由ICREA教授协调的
ICN2高级电子纳米复制组组长乔迪·阿尔比奥教授
来自洛桑联邦理工学院(瑞士EPFL)的安娜·丰特库贝塔·伊·莫拉尔；这篇论文的第一作者是博士
玛丽亚·基娅拉·斯帕达罗，教授博士后研究员
埃尔比勒小组和博士
西蒙·埃斯科瓦尔·斯坦瓦尔，曾在EPFL大学工作，现为瑞典隆德大学博士后研究员
InP上的Zn3P2纳米线(0方向样品)
信用:加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所 InP(45°方向样品)上的Zn3P2纳米线
信用:加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所 研究人员通过选择性区域外延(SAE)在磷化铟(InP)衬底上生长Zn3P2纳米线，这是一种使用掩模将生长限制在特定设计的开口和所需方向的技术
两种材料之间的小接触表面和掩模的使用使得纳米线的制造在界面处没有失配位错，或者换句话说，没有与界面相关的缺陷
特别地，选择两个晶体取向来生长纳米线，彼此成45度，并且两者都表现出相同的高质量
然而，在制造过程中还会出现其他缺陷——即使使用这种纳米级方法——实际上更难监控
事实上，这项研究的作者观察到生长材料中旋转畴的形成，这意味着在整个结构中存在相对于其余部分呈现不同晶体取向的部分
为了详细分析这种现象以及它如何影响Zn3P2纳米线的质量，这项研究的作者使用了最先进的技术(原子分辨率像差校正的大角度环形暗场扫描透射电子显微镜成像，或交流HAADF STEM)来收集材料的结构信息，直到原子水平
他们还利用收集到的数据创建可靠的三维原子模型，进行HAADF-STEM图像模拟，以更深入地了解生长过程
他们观察到这两种纳米线(0度和45度晶体取向)的畴旋转了120度，尽管它们的界面非常尖锐
在旋转界面上没有形成悬挂键或中间间隙电子态
他们将这种现象解释为掩模开口的分离部分中具有不同取向的晶体同时独立生长的结果
随着增长的继续，所有部分合并成一个独特的结构，占主导地位的部分完全整合了其他部分
实现了两个动画来说明这两种纳米线中的这个过程；它们在这里(0度方向)和这里(45度方向)可用
这项研究表明，基于选择性区域外延的纳米级方法保证了制造更高质量的Zn3P2晶体，即
e
它的生长在界面上没有缺陷
它还证明了先进的显微镜和成像技术(特别是上述交流HAADF-干细胞)以及三维原子建模和图像模拟的能力，以充分理解缺陷的形成及其对新材料的影响
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
