约翰·霍普金斯大学 信用:CC0公共领域 约翰·霍普金斯大学的研究人员开发了一种制造原子级薄半导体晶体的新方法，这种晶体有朝一日可以制造出更强大、更紧凑的电子设备
通过使用经过特殊处理的硅表面来调整晶体的尺寸和形状，研究人员找到了一种潜在的更快、更便宜的方法来生产下一代微芯片半导体晶体
以这种方式生产的晶体材料反过来可以促进新的科学发现，并加速量子计算、消费电子和更高效的太阳能电池和电池组的技术发展
今天发表在《自然纳米技术》上的一篇论文描述了这些发现
托马斯·J说:“有一种方法可以精确、快速地雕刻纳米级的晶体，而不需要传统的自上而下的工艺，这为纳米材料在技术应用中的广泛应用提供了主要优势。”
约翰·霍普金斯大学的化学教授肯帕指导了这项研究
肯帕的团队首先用磷化氢气体浸泡硅衬底——这种支撑物广泛用于工业环境中，将半导体加工成器件
当晶体被诱导在磷化氢处理的硅载体上生长时，作者发现它们生长成的结构比通过传统方法制备的晶体小得多，质量也高得多
研究人员发现，磷化氢与硅载体的反应导致了新的“设计表面”的形成
这个表面促使晶体生长成水平的“条带”，而不是通常生产的平面和三角形的薄片
此外，肯帕说，这些条带的均匀外观和边缘清晰的结构与通过工业标准图案化和蚀刻工艺制备的纳米晶体的质量不相上下，这些工艺通常是费力、耗时和昂贵的
在这项研究中制备的纳米晶体被称为“过渡金属二元化合物”
像石墨烯一样，量子点因拥有强大的特性而受到广泛关注，而这些特性是其“二维”尺度的独特结果
但是传统的加工方法很难很容易地以适合新发现和性能更好的技术发展的方式来改变经颅磁刺激的结构
值得注意的是，肯帕和他的团队能够创建的TMD版本非常小，以至于他们将它们称为“一维”，以区别于大多数研究人员熟悉的普通二维表
材料加工限制是近年来摩尔定律发展缓慢的原因之一
该规则由英特尔联合创始人戈登·E于1965年提出
摩尔指出，密集集成电路中晶体管的数量及其性能将大约每两年翻一番
在过去的几十年里，消费电子产品变得越来越小、越来越快、越来越智能的原因是将如此多的微米级晶体管封装到微芯片或集成电路中
然而，半导体行业现在正努力保持这一速度
肯帕和他的团队制备的晶体的显著特征包括: 它们高度均匀的原子结构和质量源于它们是合成的，而不是通过传统的图案化和蚀刻方法制造的
这些晶体优雅的品质可以让它们在太阳能电池或催化剂中更有效地传导和转换能量
研究人员能够通过改变磷化氢的量直接生长出精确规格的晶体
“设计基板”是“模块化的”，这意味着学术和工业实验室可以将这项技术与其他现有的晶体生长工艺结合起来，制造新材料
“设计基板”也是可重复使用的，节省了资金和处理时间
由此产生的带状一维晶体发出的光的颜色可以通过调节带的宽度来调节，这表明它们在量子信息应用中的潜在前景
肯帕说:“我们为合理控制纳米材料的形状和尺寸做出了根本性的贡献。”
他补充说，这种方法可以“以以前不太可能的方式雕刻纳米级晶体”
“在这种长度范围内对晶体尺寸进行如此精确的合成控制是前所未有的
" “我们的方法可以节省大量的处理时间和金钱，”他说
“我们随意控制这些晶体的能力可能会在能量存储、量子计算和量子密码术中得到应用
"
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