【聚焦】超晶格具有独特性能优点我国研究及应用步伐加快

2022-03-02 17:17

钙钛矿是一种晶体结构材料，钙钛矿的纳米立方体与其他材料的纳米球相结合时，获得的纳米结构均可以形成超晶格。

超晶格，是由不同材料的薄层交替组成的单晶材料，这些薄层的厚度一般在几纳米到几十纳米之间，不同薄层交替生长，按照周期重复排列，简单来讲，超晶格是一种特定形式的层状复合材料。由于是多种材料层叠构成，超晶格具有普通材料所没有的特殊性能，在半导体材料领域具有广阔发展前景。

超晶格概念于20世纪70年代在美国被提出，在半导体物理领域具有里程碑意义，80年代以来直至今日，一直保持着较高的研究热度。按照异质结类型来划分，超晶格可以分为第一类超晶格、第二类超晶格、第三类超晶格三大类型，主要是以导带、价带产生方式，以及带隙能否调整来区分。按照成分与性质来划分，超晶格可以分为掺杂超晶格、组分超晶格、多维超晶格、应变超晶格等。

根据新思界产业研究中心发布的《2022－2026年超晶格行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，超晶格具有两个重要作用，一是，由于超晶格是由不同材料层叠构成，应用在半导体领域，利用改变晶格中物质的数量可以调节材料的导电率；二是，由于使用多种材料，超晶格的每层材料具有不同的导电性，这意味着超晶格可以在不同频率上工作。总的来看，超晶格具有导电率可调节、频率适应范围宽、响应速度快、可应用范围广等特点，因此其研究受到关注。

钙钛矿是一种晶体结构材料，钙钛矿的纳米立方体与其他材料的纳米球相结合时，获得的纳米结构均可以形成超晶格。钙钛矿具有优异的吸光性、电磁性、电催化性等性能，系列产品中既有导体、半导体，也有绝缘体，在太阳能电池领域可以替代晶体硅使用，制造的电池具有光电转化效率高的优点，符合太阳能电池发展趋势，未来市场潜力大。

新思界行业分析人士表示，我国超晶格相关研究成果不断增多。2022年1月，复旦大学科学家以碳包覆Fe3O4纳米立方超晶格为前驱体，通过空间限域拓扑化学转化策略制备出2D FeP纳米框架超晶格，产品具有独特特性，且此转化策略可用于制备其它超晶格。同月，厦门大学、广东工业大学、苏州大学科学家合作，开发出一种简便的超晶格合成二维钌多层纳米片的湿化学方法，对增强电催化有显著作用。

从产业化发展来看，我国超晶格光电器件已经实现商业化。高德红外掌握自主可控的二类超晶格探测器研发及生产技术，拥有一条8英寸0．5微米的二类超晶格（T2SL）制冷红外探测器生产线，产品主要供应军事领域需求，可用于地面战车火控系统、高端武器瞄准系统、空地攻击等方面。整体来看，未来我国超晶格行业发展前景良好。

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