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美利用氧化锌和钴开发新半导体材料
2006年8月7日 9:49  来源:科技日报

    现在,人们在打开计算机电源开关后,并不能马上开始的工作,而是需要等上一小会儿以便让计算机运行存储在硬盘上的操作系统、杀毒软件、防火墙和其他程序。然而,也许在不久的将来人们按下电源开关按钮便可开始工作。

    实际上,如果人们有能力操纵电子的磁性和控制电子电荷流,那么就有望为开发出一种电子器件,实现计算机即开即用,这是正在兴起的“自旋电子学”的基础。过去,开发这样的装置所遇到的最大障碍是找不到非易失性的磁性半导体材料。人们找到的能够满足要求的材料必须在零下200摄氏度时才能正常工作。

    美国华盛顿大学的研究人员发现,由氧化锌和钴组成的混合物能够在合适的环境下实现电子磁性和电性的操纵。该大学化学专业副教授丹尼尔·加麦林说:“我们测试的材料显示,它们在室温中具有磁性。”氧化锌和钴的混合物被称为钴绿,19世纪时,瑞典化学家斯文·瑞曼将其作为颜料用于艺术作品。

    氧化锌是化学机构较为简单的半导体,也是钴绿的重要成分。为测试钴绿的材料特性,位于华盛顿州的太平洋西北国家实验室让氧化锌中的少部分锌离子被具有磁性的钴离子所替代,获得钴绿材料。随后,在华盛顿大学的实验室中,加麦林他们将钴绿“暴露”在锌金属蒸气中,不仅为钴绿增加更多的电子,同时将氧化锌中的钴离子整齐排列开来,让钴绿材料整体产生磁性。

    研究人员发现,在锌金属蒸气“暴露”过程结束后,钴绿在室温下仍然保持着很强的磁性;当将其放在空气中加热时,钴绿在“暴露”过程中获得的额外电子则消失得无影无踪,同时钴绿磁性也不复存在。研究人员认为,这说明额外电子和磁性具有相互依赖的特性。加麦林示,他们下一步的工作是将钴绿材料同硅半导体相结合。

    钴绿材料的开发还处于早期阶段,加麦林相信,他们的材料终究将对计算机和数字设备带来深刻的影响,让计算机能够迅速启动工作,同时节约能耗。

    

 
 [关键词]:氧化锌 半导体 新材料  发表评论    【推荐】 【打印

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