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德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（HZB）的研究團(tuán)隊開發(fā)了一種特殊蝕刻技術(shù)，制造出介孔硅——一種充滿納米級孔隙的薄層材料。通過研究其電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，團(tuán)隊首次揭示了介孔硅中電荷傳輸?shù)幕緳C(jī)制，為光伏、熱管理和納米電子學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新途徑。 介孔硅的獨特結(jié)構(gòu)使其具有巨大的內(nèi)表面積和極低的熱導(dǎo)率，成為熱絕緣材料的理想候選。這一特性尤其適用于量子計算機(jī)中的量子比特，因為量子比特需要在極低溫（低于1開爾文）下運行，而介孔硅能有效防止熱量干擾，確保量子信息的穩(wěn)定存儲。 研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，介孔硅中的電荷傳輸主要由擴(kuò)展波動態(tài)的電子主導(dǎo)，而非傳統(tǒng)認(rèn)為的局域態(tài)電子跳躍。這一發(fā)現(xiàn)通過塞貝克效應(yīng)測量得到驗證，表明晶格振動在電荷傳輸中不起作用。這一突破性理解為設(shè)計新型半導(dǎo)體材料提供了理論支持。 此外，介孔硅的生物相容性和高表面積特性使其在生物傳感器、電池陽極和電容器等領(lǐng)域也具有廣泛應(yīng)用潛力。研究團(tuán)隊認(rèn)為，通過有針對性地調(diào)控介孔硅的無序性，可以開發(fā)出適用于光伏、熱管理甚至量子比特的新型半導(dǎo)體材料。 這項研究不僅推動了介孔硅在量子計算中的應(yīng)用，還為半導(dǎo)體技術(shù)的未來發(fā)展提供了新的可能性。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
