양자점 집합체는 매우 무질서한 경향이 있지만, 이 작은 반도체 구조의 측면이 행진하는 군인처럼 일렬로 늘어서면 이상한 일이 발생합니다. 즉, 양자점이 전기 전도에 매우 능숙해집니다. 이것은 연구원의 발견입니다. 일본 RIKEN 신생 물질 과학 센터, 양자점의 이러한 정돈된 준 XNUMX차원 "초격자"가 더 빠르고 효율적인 전자 장치를 개발할 수 있게 할 수 있다고 말합니다.
양자점은 세 가지 공간 차원 모두에서 전자를 가두는 반도체 구조입니다. 이 제한은 양자점이 수천 개의 원자를 포함하고 최대 50nm까지 측정하더라도 단일 양자 입자와 같은 방식으로 작동한다는 것을 의미합니다. 입자와 같은 특성 덕분에 양자점은 태양 전지, 생물학적 이미징 시스템 및 전자 디스플레이를 포함한 많은 광전자 응용 분야에서 사용되었습니다.
그러나 걸림돌이 있습니다. 양자점 어셈블리의 일반적인 무질서는 전하 캐리어가 이를 통해 효율적으로 흐르지 않는다는 것을 의미합니다. 이로 인해 전기 전도성이 떨어지며 질서를 도입하는 표준 기술은 그다지 도움이 되지 않습니다. "어셈블리의 순서를 개선할 수는 있지만 충분하지 않다는 것을 알게 되었습니다."라고 말합니다. 사트리아 줄카르나엔 비스리, RIKEN 연구를 주도했으며 현재 도쿄농업기술대학.
퀀텀닷에 대한 새로운 시각
Bisri는 양자점의 전도도를 개선하기 위해서는 양자점을 현재와 같은 구형 물체가 아니라 복합 결정 구조에서 물려받은 일련의 고유한 결정학적 특성을 가진 물질 덩어리로 다른 방식으로 바라볼 필요가 있다고 설명합니다. . "양자점의 배향 균일성 또한 중요합니다."라고 그는 말합니다. "이것을 이해함으로써 우리는 인접한 양자점의 측면 사이의 상호 작용을 조정하여 양자점의 조립을 제어하는 방법을 공식화할 수 있었습니다."
연구원들은 Langmuir 필름으로 알려진 것을 만들어 양자점 어셈블리 또는 초격자를 만들었습니다. Bisri는 이 과정을 물 표면에 기름을 뿌린 후 매우 얇은 층으로 퍼지게 하는 것과 비슷하다고 설명합니다. 그들의 실험에서 "기름"은 양자점이고 "물"은 양자점이 특정 패싯을 통해 선택적으로 서로 연결되어 정렬된 단일층 또는 초격자를 형성하는 데 도움이 되는 용매입니다.
"이 단층 초격자의 좋은 특성은 양자점 빌딩 블록의 대규모 질서와 일관된 방향이 어셈블리 전체에서 에너지 장애를 최소화한다는 것입니다."라고 Bisri는 말합니다. 물리 세계. "이것은 도트의 전자적 특성을 보다 정밀하게 제어할 수 있게 해줍니다."
RIKEN 연구원들은 이러한 방식으로 에피택셜로 연결되지 않은 양자점 어셈블리보다 최대 XNUMX만 배 더 전도성이 높은 시스템을 만들 수 있음을 발견했습니다. Bisri는 이러한 전도성 증가가 시스템 내 전하 운반체의 도핑 수준 증가와 관련이 있다고 설명합니다. 이 더 높은 도핑에서 하나의 양자점에서 다른 양자점으로의 전하 수송은 더 이상 호핑 수송 과정(절연체에서 발생하는 것처럼)이 아니라 전자 미니밴드를 통한 비편재 수송 메커니즘에 의해 지배됩니다. ”라고 Bisri는 말합니다.
양자점의 전자-정공 대칭은 양자 컴퓨팅의 가능성을 보여줍니다.
더 빠르고 효율적인 전자 장치
반도체 콜로이드 양자점의 높은 전도성과 금속 거동은 전자 장치에 상당한 이점을 제공하여 더 빠르고 효율적인 트랜지스터, 태양 전지, 열전기, 디스플레이 및 센서(광 검출기 포함)를 개발할 수 있다고 Bisri는 덧붙입니다. 이 물질은 강한 상관 관계 및 위상 상태와 같은 기본적인 물리적 현상을 조사하는 데에도 사용할 수 있습니다.
연구원들은 이제 다른 양자점 화합물을 연구할 계획입니다. "우리는 또한 전기장 유도 도핑 이외의 다른 수단을 사용하여 유사하거나 더 나은 금속 거동을 달성하고 싶습니다."라고 Bisri는 밝혔습니다.
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- 출처: https://physicsworld.com/a/lined-up-quantum-dots-become-highly-conductive/
