用半导体量子点锻造梦想材料

来源：半导体芯科技编译

半导体胶体量子点因其特殊的光学性质而引起了巨大的研究兴趣，这些性质源于量子约束效应。它们用于太阳能电池，可以提高能量转换的效率；它们用于生物成像，可以用作荧光探针；它们用于电子显示；它们甚至用于量子计算，以利用它们捕获和操纵单个电子的能力。

然而，让半导体量子点有效地导电一直是一个重大挑战，阻碍了它们的充分使用。这主要是由于它们在集合体中缺乏方向性秩序。据该项目首席研究员Satria Zulkarnaen Bisri在日本理化学研究所（RIKEN）进行了这项研究，目前他在东京农业技术大学工作，根据他的说法，"使它们具有金属性，例如，可以使量子点显示器比目前的设备更亮，但能耗更低。"

现在，该小组在《Nature Communications》上发表了一项研究，可能为实现这一目标做出重大贡献。由Bisri和RIKEN CEMS的Yoshihiro Iwasa领导的研究小组创造了一个硫化铅半导体胶体量子点的超晶格，显示了金属的导电特性。

实现这一目标的关键是让晶格中的单个量子点直接 "外延 "地相互附着，而不需要配体，并以精确的方式在其切面方向上做到这一点。

研究人员测试了他们创造的材料的导电性，当他们使用电双层晶体管（a electric-double-layer transistor）增加载流子密度时，他们发现在某一点上，它的导电性比目前的量子点显示器高出100万倍。重要的是，单个量子点的量子束缚仍然保持，这意味着尽管具有高导电性，但它们也不会丧失功能。

"半导体量子点一直显示出其光学特性的前景，但其电子迁移率一直是一个挑战，"Iwasa说。"我们的研究已经证明，对组件中的量子点的精确定向控制可以导致高电子迁移率和金属行为。这一突破可以为在新兴技术中使用半导体量子点开辟新的途径。"

根据Bisri说法，"我们计划对这一类材料进行进一步的研究，并相信它可以使量子点超晶格的能力得到巨大的改善。除了改进目前的器件，它还可能带来新的应用，例如真正的全量子点直接电致发光器件，电驱动激光器，热电器件以及高灵敏度的探测器和传感器，这些应用以前都超出了量子点材料的范围。"

除RIKEN外，该团队还包括来自东京工业大学，东京大学，SPring-8和东京农业技术大学的研究人员。

审核编辑：汤梓红