2024-02-22 04:00
德国一个联合研究小组在《自然通讯》发文报告称，半导体可以通过光转化成金属，然后再转化成半导体，这比之前认为的要容易和快速得多。这一发现可以提高处理速度，并简化许多常见技术设备的设计。
晶体管通常由半导体组成，半导体的导电性比金属弱。在普通晶体管中，几个半导体结合在一起控制电流。不幸的是，这限制了设备的性能和尺寸。
虽然半导体的导电性可以通过被称为“掺杂”的化学过程来改变，但这种半导体原子被其他原子取代的技术有其局限性。材料的性质可以改变，但将永远保持不变。研究人员希望找到一种可以在不同属性之间切换的材料。
在这项研究中，团队研究了半导体氧化锌，并发现通过用激光照射它，半导体表面可以变成金属，然后再变回来。这种“光掺杂”是通过光激发实现的，光改变了电子的性质，使得电子突然自由移动，电流可以流动，就像在金属中一样。一旦灯被关掉，这种材料也会很快变回半导体。
实验中将半导体转换成金属只需要20飞秒，也就是1秒的一千万亿分之二十。微型导体的重组速度特别惊人，因为它比以前的研究快了几个数量级。换句话说，光是一种超快开关，它具有可逆地将氧化锌的半导体性质改变为金属行为的能力。
通过提高处理速度和简化器件设计，这一发现对高频器件应用和超快光控晶体管非常有益。同时，该团队认为，这一特性或许在其他半导体材料也存在。
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