據報道，麻省理工學院（MIT）的工程師報告稱，他們制造出了第一批高質量的新型半導體材料薄膜。這一壯舉被MIT首席研究員Rafael Jaramillo形容為他的“白鯨”，并有可能影響多個科技領域。此前類似的技術突破曾經帶來了計算機、太陽能電池、夜視相機等的出現。
Jaramillo指出，這種新半導體材料即所謂的鹵化物鈣鈦礦（chalcogenide perovskites），可以應用于太陽能電池和照明。不過他指出，半導體研究的歷史表明，新半導體材料通常是以不可預測的方式啟用的。
Jaramillo對這種新材料的潛力感到興奮，因為它們非常穩定，而且由價格低廉且無毒的元素組成。據悉，他們團隊研發的薄膜是由鋇、鋯和硫組成的特殊晶體結構，即典型的黃銅過氧化物。
“你可以通過改變成分來做出變化。因此，它確實是一個系列的材料，而不僅僅是單一的，”他補充說。這項研究成果已經發表在了《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）雜志上。
據了解，Jaramillo及其同事使用了一種叫做分子束外延（MBE）的技術來生產他們的高質量薄膜。該技術允許對晶體生長進行原子級的控制，不過這很難做到而且不能保證新材料的成功。盡管如此，半導體技術的歷史表明了發展MBE的價值。
顧名思義，MBE本質上是將分子束指向表面上原子的特定排列。原子的這種排列方式為分子提供了一個模板并讓它們在上面生長。“這就是為什么外延生長能給你提供最高質量的薄膜。這些材料知道如何生長，”Jaramillo說道。
東京工業大學（Tokyo Institute of Technology）教授Hideo Hosono評論稱，“（由Jaramillo等人創造的）薄膜顯示出鏡面平滑的圖像，這是由于其具有原子般平坦的表面，并且質量非常好。我們可以預計，下一步就能實現如太陽能電池和綠色LED等設備制造。”
目前，Jaramillo的小組正專注于兩個領域：探索基礎問題以加深對材料的理解、將它們整合到太陽能電池中。雖然鹵化物鈣鈦礦并不是Jaramillo在MIT實驗室的唯一重點。
