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晶体结构控制

时间:2022-11-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:随着表面-体积比的增加和活性体积的减少,所有的纳米线应用需要非常精确地控制纳米线的组分和晶体结构的完美。到目前为止,特殊材质很少在III-V族纳米线中实现,因为III-V族纳米线通常形成高密度的结构缺陷。已有实验证明了单根III-V族纳米线中孪晶和多型性的可控[61,62],为未来的纳米线晶相工程开辟了道路。此外,由于孪晶和晶体结构的转变通常与特定的侧面相连,因而可以实现表面粗糙度的控制。

随着表面-体积比的增加和活性体积的减少,所有的纳米线应用需要非常精确地控制纳米线的组分和晶体结构的完美。到目前为止,特殊材质很少在III-V族纳米线中实现,因为III-V族纳米线通常形成高密度的结构缺陷。理论和实验研究表明,孪晶缺陷和堆垛层错可能引起电荷载流子和声子的散射,纤锌矿与闪锌矿混合晶体结构则会影响带隙。这些结构缺陷和不同晶相的不可控混合对未来高性能纳米器件的实现非常不利。因此,认识这些缺陷和晶相的形成机制,并找到减少缺陷密度和纯化晶相的方法显得十分重要。

在未来,如果能设计出“完美缺陷”的纳米线,就能将一个具有挑战性的问题转变为III-V族纳米线的新优势。多型诱导的能带工程已经首次在层状生长的SiC中被实验证实,该材料易于形成多型结构。

已有实验证明了单根III-V族纳米线中孪晶和多型性的可控[61,62],为未来的纳米线晶相工程开辟了道路。例如,Akopian等人研究发现了晶相量子点的光学特性,证实了单光子发射[63]。此外,由于孪晶和晶体结构的转变通常与特定的侧面相连,因而可以实现表面粗糙度的控制。表面粗糙度可以增加声子散射,降低表面的热导率,因此对粗糙度的控制可以推动基于纳米线的热电应用的进步。

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