1月22日報(bào)道，維也納工業(yè)大學(xué)（TU Wien）的研究人員成功實(shí)現(xiàn)在碳化硅半導(dǎo)體中產(chǎn)生一種類似納米海綿的多孔結(jié)構(gòu)，為微型傳感器或特殊的光學(xué)和電子元件的實(shí)現(xiàn)提供了新的可能性，同時(shí)也可讓集成的光學(xué)鏡片元件過濾特定顏色。

研究人員宣稱，這種新技術(shù)可以在微觀尺度上精確并具有選擇性地控制碳化硅的孔隙度，有望在反射涂層、光學(xué)或電子元件、特殊的生物傳感器，以及抗阻電容器等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

被設(shè)計(jì)成只有綠光可通過的SiC晶片

光折射控制

“一種具有無數(shù)納米孔隙的半導(dǎo)體材料，意味著一系列令人興奮的技術(shù)可能性，”來自于TU Wien傳感器和執(zhí)行器研究組的Markus Leitgeb這么說道，“多孔結(jié)構(gòu)會(huì)影響光波受材料影響的方式。如果我們能夠控制孔隙度，這意味著我們也能控制材料的光學(xué)折射率。”

這項(xiàng)性能在傳感器技術(shù)中十分有意義——例如，可以用多孔半導(dǎo)體傳感器測量微量液體的折射率，從而將不同的液體進(jìn)行可靠的區(qū)分。然而有了技術(shù)，也需要有合適的材料。Schmid教授說:“到目前為止，硅是我們應(yīng)用上最成熟的材料。”然而，硅在惡劣的環(huán)境條件下，如極端高溫或堿性溶液，結(jié)構(gòu)會(huì)迅速遭受破壞，因此不適合于生物或電化學(xué)環(huán)境。出于這個(gè)原因，研究組決定將應(yīng)用材料換成生物相容性更好的SiC。

選色鏡

據(jù)研究組公布出的資料，這種多孔結(jié)構(gòu)是通過在干凈的SiC表面上部分覆蓋一層薄薄的鉑，然后將其浸泡在腐蝕性溶液中并暴露在紫外光下進(jìn)行氧化，最終在沒被鉑覆蓋的地方形成的。最初這層多孔層只有1微米厚，之后再通過電荷反應(yīng)借助它再生成的新的小孔，最終獲得具有一定孔隙度和厚度的多孔層。

“多孔結(jié)構(gòu)會(huì)從材料表面擴(kuò)散到內(nèi)部。在這個(gè)過程中，通過調(diào)節(jié)電荷，我們可以在一定深度上獲得我們想要的孔隙度。”Markus Leitgeb解釋道。“通過這種方式，可以產(chǎn)生一種復(fù)雜的SiC層結(jié)構(gòu)，有些地方孔隙度較高，有些地方孔隙度較低，然后再通過高壓脈沖將其與基體材料分離。由于各層的厚度可以被選擇，于是這種分層結(jié)構(gòu)既可以反射特定的波長，也能允許特定的波長穿過，從而形成一個(gè)集成的選色境。”

來源：維也納工業(yè)大學(xué)

粉體圈編譯：Coco