據(jù)《自然通訊》雜志最新發(fā)表的研究報(bào)告，日本RIKEN新興物質(zhì)科學(xué)中心的研究人員及其合作者成功研發(fā)了一種硫化鉛半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)的“超晶格”，具有金屬的導(dǎo)電特性。這將賦予這類流行的材料令人興奮的新特性。

半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)，是一種納米尺寸的半導(dǎo)體晶體，由幾個(gè)納米尺寸的晶體顆粒組成。它們通常由半導(dǎo)體材料如硫化鎘、硫化鎘鋅或硫化鉛等制成。

半導(dǎo)體膠體量子點(diǎn)由于其量子約束效應(yīng)所產(chǎn)生的特殊光學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于顯示技術(shù)、光電子器件、生物成像、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。例如，在顯示技術(shù)中，膠體量子點(diǎn)可以用作發(fā)光材料，產(chǎn)生高飽和度和純凈的顏色。在太陽(yáng)能電池中，膠體量子點(diǎn)可以用作吸收材料，將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，如果能夠使這些量子點(diǎn)具備低毒性和良好生物相容性，更是一項(xiàng)杰出的突破。

對(duì)于半導(dǎo)體量子點(diǎn)來說，有效導(dǎo)電性一直是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)，主要是由于它們的表面包覆有一層類似于有機(jī)分子的表面配體，這層配體會(huì)限制電子的移動(dòng)，給它們的充分使用造成障礙。為此，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不斷地探索研究，以測(cè)試所創(chuàng)造材料的導(dǎo)電性。當(dāng)使用雙電層晶體管增加載流子密度時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)在某個(gè)點(diǎn)，它的導(dǎo)電性比目前量子點(diǎn)顯示器的導(dǎo)電性高一百萬(wàn)倍。重要的是，單個(gè)量子點(diǎn)的量子限制仍然保持不變，這意味著盡管導(dǎo)電率很高，但它們不會(huì)失去功能。

其次，半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光學(xué)性能一直是很有希望的領(lǐng)域，但它們的電子遷移率卻是個(gè)挑戰(zhàn)。就此，科學(xué)家們通過研究表明，對(duì)組件中量子點(diǎn)的精確定向控制可以導(dǎo)致高電子遷移率和金屬行為。這一突破將為在新興技術(shù)中使用半導(dǎo)體量子點(diǎn)開辟新的途徑。

在這些攻關(guān)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家們計(jì)劃對(duì)半導(dǎo)體量子點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以此提高量子點(diǎn)超晶格的性能。由此，在現(xiàn)有設(shè)備的改進(jìn)之余，更廣泛地推廣至超出傳統(tǒng)量子點(diǎn)材料范圍的新應(yīng)用。