光電產業新發現!空心奈米

圖片來源:威斯康辛大學
圖片來源:威斯康辛大學

據《OilPrice》報導,現代電子科技追求更小的零件,在不增加體積的情況下提升效率與速度,對於把光線轉換成電能的光電領域更不例外。減小光電探測器可讓太陽能源板更小、在低光環境照出更漂亮的照片、並且讓數位資料傳輸更快。

下圖為納米級光電探測器,分別為鍺 (紅色) 夾在黃金或鋁 (黃色) 與氧化鋁 (紫色) 中間,最底部則是銀基底 (反光色)。
 

/ 圖片來源:威斯康辛大學
納米級光電探測器 / 圖片來源:威斯康辛大學

目前遇到的瓶頸

把現有的非結晶 (amorphous) 材料縮小會降低品質,而當超薄材料製造出來時,他們太「透明」,也會導致無法有效的聚集與吸收光線。

新發現

據紐約州立大學水牛城分校 (University at Buffalo) 及威斯康辛大學 (University of Wisconsin) 共同研究的「納米空心基底上的單晶鍺納米膜光電探測器」(single-crystalline germanium nanomembrane photodetector on a nanocavity substrate) 將可解決這些問題。其研究報告指出已開發極小的光電探測器,從網路光纖到太陽能發電都可運用的到。其原理是用空心的奈米基底來反射與環繞光線。

技術 Know-How

大部份的鍺都屬非結晶體,表示其不但沒有結晶體的規律結構,質量更達不到光電運用。而研究員開發了顛覆性的膜轉移技術,讓單一晶體鋪在基底上,解決了非結晶的問題。

未來展望

研究員這次使用鍺做實驗,但這技術也可用在其他半導體上。水牛城的甘說道,「在微調空心奈米後,我們可以控制我們吸收的光線波度,便可開發更多光電產品」。

目前研究員已透過威斯康辛大學校友研究基金會申請了專利。


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