新材料可以改变电子产品的构建方式

一系列新的晶体材料可以在电子设备中实现电子运动的双重目的，可能会改变未来的设计方式。研究人员发现了一种基于电子行为观察的新电子材料，这种材料可能会改变未来电子设备的开发方式。虽然传统上需要多种材料来执行相同的任务，但俄亥俄州立大学(OSU)的工程师已经找到了他们所谓的“双重人格材料”，可以在电子学中担任两个角色。根据俄亥俄州立大学机械和航空航天工程教授兼俄亥俄州纳米技术学者Joseph Heremans的说法，他们的发现可能会改变工程师开发各种电子设备的方式 - 从太阳能电池到发光二极管再到晶体管。

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改变当前方向

俄勒冈州立大学的研究人员表示，所讨论的新材料实际上是一个新的层状晶体族，其中载体在每层内行进时表现得像电子，在穿过层时表现出空洞。

电子包括电子器件，并且每个都具有负电荷或n型 - 其可以根据其操作方式辐射或吸收能量。空穴或没有电子 - 具有正电荷，因此是p型。电子设备通过移动电子和空穴并以这种方式基本上导电来工作。

然而，在历史上，电子设备的每个部分仅可以用作电子支架或孔支架，而不是两者。这意味着电子设备需要多层和多种材料才能完成。

这些由OSU团队发现的晶体材料-NaSn2As2可以保持电子和空穴，可能无需在器件中使用多个材料层，Heremans说。

“电子设备，如晶体管，LED，太阳能电池，成像传感器[等]都是由不同材料的并置制成，有些是n型，有些是p型，”Heremans告诉Design News。“使用我们的新材料，人们可以通过改变一种均质材料中的电流方向来制造类似的器件。”

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拿着电子和孔

“材料本身几十年前已经合成，但我们意识到内部电子运动的特殊之处，”他解释道。“我们有幸能够通过实验证明这一财产。”

他们说，该团队或多或少意外地发现了电子的行为。在赫尔曼斯实验室的一名研究生研究员Bin He正在测量水晶的性质，当时他注意到这种材料有时像电子支架一样，有时候像一个孔支架。

之前的这种行为被认为是不可能的，而且他也认为他犯了错误。但是再次运行实验结果却相同。

研究人员将这种材料的双重能力命名为“goniopolarity”，并且由于其独特的电子结构，相信这种材料的功能是这样的。这也意味着可能存在其他材料的行为方式相同，这扩大了研究的范围。

赫尔曼斯说，尽管这项研究有可能改变电子设备的工作方式，但他们的工作只是冰山一角。

“这是一项长期工作，”他谈到该团队的调查结果。“在新原理的基础上设计和制造一个新的电子设备将需要多年的工程设计。”