作者:RIKEN 图1:砷化铟衬底上的碘化亚铜晶体薄膜(蓝色)(黄色)
样品的纯度通过将光子照射到表面以产生电子-空穴对(红色和蓝色球体)并监测发射的光(白色光线)来测试
信用:RIKEN紧急事件科学中心 RIKEN物理学家已经制造出一种无缺陷的碘化亚铜薄膜——仅由一种晶体组成
原子级扁平样品有助于生产更好的半导体
半导体是许多光电器件的核心，包括激光器和发光二极管
工程师们喜欢将碘化亚铜——卤化物的一个例子——用于半导体，因为它是一种在室温以上稳定的优良导体
问题是很难制造一个真正没有杂质的碘化亚铜薄膜
通常的方法是从溶液中沉积薄膜
“但是溶液法不能用碘化亚铜制造高质量的薄膜，”RIKEN紧急物质科学中心的Masao Nakamura说
相反，中村和他的同事使用了一种被称为分子束外延的替代技术，在这种技术中，薄膜在高温和真空下逐渐生长在衬底的顶部
分子束外延已经普遍用于制造半导体
但是碘化亚铜很难使用，因为这种材料挥发性很高——这意味着它在这个过程中很容易蒸发，而不是沉淀成薄膜
为了克服这个困难，研究小组开始在较低的温度下生长薄膜，然后提高温度
“我们新开发的两步流程非常有效，”中村说
这个团队还有一个提高电影质量的技巧
他们选择砷化铟作为衬底，因为它的晶格间距与碘化亚铜非常相似
“如果晶格间距不匹配，材料中会形成许多缺陷，”中村解释道
中村和他的同事随后使用一种叫做光致发光光谱学的技术测试了他们样品的纯度，该技术包括在材料表面发射光子或光粒子
这些光子被材料吸收，激发其电子到更高的能量状态，并导致它们发射新的光子(图
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通过监测发出的光，研究小组可以确定他们已经制造出了一种没有缺陷的单晶薄膜
“我们希望使用我们的方法可以提高质量，”中村说
“但结果超出了我们的预期
" 中村和他的团队现在计划将不同卤化物制成的半导体夹在一起，研究新出现的特性
“我们将在卤化物界面探索新的功能和物理，”中村说
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