NRL研究人员成功研制出带有可调带隙的（农药中间体）薄

为您介绍：虽然多年来已经有了许多能在（农药中间体）中产生带隙的办法，但是仍存在不少反对在数字电子器件中使用（农药中间体）的人，他们坚称（农药中间体）不足固有的带隙。用肉眼看来，（农药中间体）图片内部的虚线三角形表示（农药中间体）中氮原子的最临近区域，而外部三角形的三个角则位于第二和第三临近区域间的电子密集位置。

（农药中间体）产生稳定带隙办法

氮掺杂一直都是在（农药中间体）里产生稳定带隙的众多办法中最有前途的办法之一，它实际上是增加了材料的导电率。现在，美国海军研究实验室(NRL)的研究人员已经开发出了新的（农药中间体）氮掺杂技术，该项技术能够精确地控制氮掺杂剂在（农药中间体）晶格中的位置，这种精确性极大地降低了体系缺陷，并且稳定性也有了明显提升。

来自NRL的研究人员，同时也是该论文的独特作者Cory Cress在接受电子邮件采访时解释说，“氮掺入（农药中间体）晶格已经能够通过其他技术完成，包括在生长期和后生长期的退火工艺等。不过，目前已采用的技术在控制掺杂物的位置上存在明显的差别，包括空间上和深度上的差别(如果使用多层（农药中间体）样品)。在一般情况下杂质的置换，比如氮，如果没有额外缺陷的话会是批改能带结构的理想掺杂，因为它最康复地保持了（农药中间体）的基本传输能力。”

（农药中间体）掺杂剂性质特殊

氮原子作为（农药中间体）掺杂剂，具有十分特殊的性质。这是基于它比碳原子多了一个额外的电子。氮原子被放置到（农药中间体）晶格内时，所有的键都保持完整，并且有额外的电子能够在整个（农药中间体）层内自由移动。这增加了材料中电子的浓度(也称为n型掺杂)，也相应地增强了导电性。

先前的研究已经发现，在（农药中间体）中制造点缺陷(例如移除一个碳原子)不会扭转固有的掺杂水平，Cress对此表示，“换句话说，（农药中间体）中的缺陷是电中性的，这样他们就不能可控地引入一个带隙，尽管缺陷散射的增加会降低电子的传输。”

尽管其它掺杂剂在一定程度上会失败，但氮原子是（农药中间体）的理想n型掺杂剂，NRL的研究人员已经使用了超高温离子注入(HyTII)技术来掺入氮原子。由于氮原子和碳原子有着类似的质量和尺寸，成功替换的概率大大提高。

NRL的研究人员已经在ACS Nano期刊上描述了他们的HyTII过程，而表征和测量材料的结果发布在Physical Review B上。

在他们的测量中，NRL的研究人员察看到了大的负磁阻，磁阻的尺寸与氮原子注入的浓度和带结构的扭转相关，由于氮原子位于晶格中并且性能是固定的，因此能够通过控制氮原子的含量精确调节。

参与研究的NRL物理学家，论文的第一作者Adam L. Friedman在新闻发布会上说：“这些设备的测量结果强烈表明，我们最终制成了带有可调带隙的（农药中间体）薄膜，同时兼有低缺陷密度和高稳定性的特点。因此，我们推测HyTII（农药中间体）薄膜在电子或自旋电子这些要求高质量（农药中间体）的应用领域会有着巨大的潜力。”