日本东京大学研发一种可产生电流的奈米管 新闻来源：https://bit.ly/2RG1AYf 本文： http://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Figures/2019/market/materials_15740_20190626.png 日本东京大学Yoshihiro Iwasa教授与国际物理学家团队合作，发现了一种新型奈米管 (nanotube)，它在光的存在下可以产生电流。该奈米管的应用层面涵盖了光学感测器或红 外线成像晶片之类的设备，未来，若扩大该技术，对自动驾驶系统和天文学领域，甚至是 太阳能设备，亦都有所助益。此项研究於2019年6月发表於顶尖的自然期刊(Nature)。 这项新型的奈米管，是由二硫化钨(WS2)制成的特殊半导体材料，当它被雷射光照射时， 会因为光伏效应(photovoltaic effect)而产生电流。其实，不只有这样的材料会有如此 的效应，但与一般光伏材料不同的地方是，除非卷入管中，否则这个由WS2制成的片材在 光存在下并不会产生电流。 以整个奈米管的制作来看，该奈米管先是利用化学生长的方式生成多层的WS2结构，并分 散在二氧化矽的衬底上，然後从光学显微镜下分离出单一奈米管。接着透过化学气相传递 生长的方式形成单晶体的WS2，再使用胶带机械将双层及单层剥离开来，最後将薄片再次 转移到二氧化矽的衬底上。 奈米管的设计，包括局部类似单层的构造，也就是其中一个W原子被六个S原子包围，形成 一个三菱镜。而构成多壁奈米管的构造，则有了极性，并表现出非中心对称的性质。也就 是因为这样的特性，让这样的新型奈米管，并不依赖材料间的p-n结来获得光伏效应，而 是当暴露在光线下时，会在整个结构中产生电流，这称为体光伏效应(bulk photovoltaic effect, BPVE)。 东京大学团队的研究指出，BPVE在现有材料的效率并不高，但该团队提出较低维度或较小 间隙的半导体，效果会较好。该团队也发现，当降低晶体的对称性，而不仅仅是破坏其反 向的对称，也就是说，从二维单层结构改为具有极性的奈米管，将可以极大地增强BPVE， 而且由此产生的光电流密度将会比其他BPVE材料大好几个数量级。 研究结果又为奈米材料的未来提供了更多选择，长远来看，这项研究最终希望用来制造高 效能的太阳能电池，但考虑到尺寸的限制，或许这项新的材料可以在其他领域获得应用。 --

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