【聚焦】超晶格具有独特性能优点 我国研究及应用步伐加快
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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