Кагыйдә - Электрны үткәрә алырлык, төсле силикон

Яңа ачылган силикон варианты - ярымүткәргеч, Мичиган Университеты тикшерүчеләре material- материаль класс изоляциясе дигән фаразларны ачтылар.

"Материал яңа төр яссы панель дисплейлары, сыгылмалы фотоволтаиклар, киеп була торган сенсорлар яки хәтта төрле үрнәкләр яки сурәтләр күрсәтә алырлык кием өчен мөмкинлек ача", диде Ричард Лайн, материаллар фәннәре һәм инженериясе, макромолекуляр фән һәм инженер профессоры, күптән түгел Макромолекуляр Тиз Коммуникациядә басылган тикшеренү авторы.

Силикон майлары һәм каучуклар - полисилоксаннар һәм силсекиоксаннар - традицион рәвештә изоляцион материаллар, ягъни алар электр яки җылылык агымына каршы торалар. Аларның су - чыдамлылыгы аларны биомедицина җайланмаларында, плиткаларда, электрон капламаларда һәм башкаларда файдалы итә.

Шул ук вакытта гадәти ярымүткәргечләр гадәттә каты. Ярымүткәргеч силикон сыгылучан электрониканы эшләтеп җибәрә ала, шулай ук ​​төрле төстәге силикон.

Молекуляр дәрәҗәдә кремний кремнийга кушылган органик (углерод -) төркемнәр белән алмаштырылган кремний һәм кислород атомнарының (Si - O - Si) арка сөягеннән тора. Полимер чылбырларның төрле 3D формированиеләре бер-берсенә тоташканда барлыкка килә, cross {5} ing бәйләү дип атала, бу материалның физик үзлекләрен көч яки эретү кебек үзгәртә.

Силикондагы бәйләүче структураларны өйрәнгәндә, тикшеренү төркеме кополимерда электр үткәрүчәнлеге потенциалына абынды, бу полимер чылбыр, ике төрле кабатлау берәмлеге булган - кафе - структуралы, аннары сызыклы силиконнар.

Condткәрүчәнлек мөмкинлеге электроннарның Si - O - Si бәйләнешләре аша орбиталлар аша хәрәкәт итүеннән килеп чыга. Ярымүткәргечләрнең ике төп халәте бар: электр үткәрми торган җир торышы, һәм үткәрүче дәүләт. Condткәргеч халәт, шулай ук ​​дулкынланган хәл буларак та билгеле, кайбер электроннар металл кебек материал аша тоташкан киләсе электрон орбитасына сикергәндә барлыкка килә.

Гадәттә, Si - O {{1} bond Si бәйләнеш почмаклары бу тоташуга рөхсәт итми. 110 градус, алар 180 градус туры сызыктан бик ерак. Ләкин силикон кополимерда коллектив ачты, бу бәйләнешләр ground {7} җир шарында 140 градустан башланды һәм алар дулкынланган хәлдә 150 градуска кадәр сузылды. Бу электр корылмасы агымы өчен зур юл булдыру өчен җитәрлек иде.

"Бу электроннар арасында күп санлы бәйләнешләр арасында көтелмәгән үзара бәйләнеш булдырырга мөмкинлек бирә, шул исәптән Si - O - Si облигацияләре," Лайн. "Чылбыр озынлыгы озынрак булса, электроннар өчен ерак араларга сәяхәт итү җиңелрәк, яктылыкны сеңдерү өчен кирәк булган энергияне киметеп, аннары аны түбән энергиядә чыгару җиңелрәк."

Силикон кополимерларының ярымүткәргеч үзенчәлекләре аның төсләр спектрын да тәэмин итә. Электроннар фотоннарны, яки яктылык кисәкчәләрен сеңдереп һәм чыгарып, җир белән дулкынланган хәлләр арасында сикерәләр. Яктылык чыгару Лайн командасы контрольдә тота алган кополимер чылбырының озынлыгына бәйле. Озын чылбыр озынлыгы кечерәк сикерүләрне һәм түбән энергия фотоннарын аңлата, силиконга кызыл төс бирә. Кыска чылбырлар электроннардан зуррак сикерүләр таләп итә, шуңа күрә алар спектрның зәңгәр очына югарырак энергия нуры чыгаралар.

Чылбыр озынлыгы белән яктылыкның үзләштерүе һәм эмиссиясе арасындагы бәйләнешне күрсәтү өчен, тикшерүчеләр кополимерларны төрле чылбыр озынлыгы белән аердылар һәм аларны сынау трубкаларына урнаштырдылар. Трубаларга UV нуры тулы салават күпере тудыра, чөнки һәрберсе төрле энергиядә яктылыкны үзләштерә һәм җибәрә.

Кополимер чылбыр озынлыгына нигезләнгән төсле массив аеруча уникаль, чөнки бу вакытка кадәр силиконнар ачык яки ак булганы билгеле, чөнки изоляцион характеристикалары аларны күп яктылык сеңдерә алмый.

"Без электр энергиясе инерты дип уйлаган материалны алабыз һәм аңа яңа буын - йомшак, сыгылмалы электрониканы эшләтеп җибәрә торган яңа тормыш бирәбез", диде Зижинг (Джеки) Чжан, U - M материаллар фәннәре докторы һәм тикшеренү авторы.