德國(guó)科學(xué)家利用硅材料研制發(fā)光器件

德國(guó)科學(xué)家利用硅材料研制發(fā)光器件

硅是最重要的微電子材料，它具有很好的電子特性和易加工特性。但硅的光學(xué)特性遠(yuǎn)不如其電子特性，因此在制造發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器件時(shí)，通常采用較昂貴的砷化鎵或磷化銦材料，而不是廉價(jià)的硅。最近，德國(guó)科學(xué)家在研制硅發(fā)光器件方面取得了新進(jìn)展，有望利用廉價(jià)硅材料生產(chǎn)發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器件。

硅材料的光學(xué)特性比大部分半導(dǎo)體材料要復(fù)雜，通常情況下硅器件獲得的外界能量轉(zhuǎn)化為熱，而不會(huì)發(fā)光。幾年前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，硅材料在納米晶格狀態(tài)下也能發(fā)光。德國(guó)累斯頓羅森道夫研究中心的物理學(xué)家曼弗雷德·海姆領(lǐng)導(dǎo)的研究小組根據(jù)這一原理，對(duì)硅材料的晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變，使其適應(yīng)電子自由運(yùn)動(dòng)，改善了硅材料的光學(xué)特性。

利用改進(jìn)后的硅材料，海姆研究小組成功地開發(fā)出能夠在紅、藍(lán)和紫色光譜范圍內(nèi)發(fā)光的硅器件，發(fā)光的波長(zhǎng)還能通過(guò)電流強(qiáng)弱來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)�？茖W(xué)家設(shè)想利用硅材料還能開發(fā)出雙色光學(xué)器件和硅基材料的彩色顯示器，利用硅光學(xué)器件，未來(lái)可以大大降低光電開關(guān)線路的生產(chǎn)成本。