特 稿/微重力環境下 晶體形態近乎完美
在高性能計算等新興領域具有極大應用潛力的InSe（銦硒）半導體，可以彎曲、扭轉、壓縮而不易破碎，不僅具有傳統半導體材料優異物理性能，還可像金屬一樣塑性變形和機械加工。但銦硒晶體缺陷密度極高，嚴重影響半導體器件性能和材料應用。中國科研團隊此前的研究顯示，空間站微重力環境下產生的「非接觸效應」和穩定的固液界面可解決這一難題。
晶體製備器件性能大幅提升
中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員劉學超表示，空間環境相關的微重力條件，為半導體材料製備和相關機理研究提供了獨特的平台和條件。「以非接觸效應為例，在空間站微重力條件下，晶體材料和石英坩堝之間可以形成間隙，避免熔體和容器直接接觸，進而消除應力對材料生長的影響。」
劉學超表示，InSe半導體晶體是在中國空間站高溫材料科學實驗櫃進行的一個材料實驗，在軌實驗時間為70個小時，順利完成了生長實驗，獲得了完整的晶體樣品。後續研究發現，在微重力下成功實現了高質量InSe生長。空間InSe晶體具有近乎完美的In-Se六方晶格，晶體位錯缺陷密度大幅降低，晶格條紋清晰規則，晶格損傷或明顯的原子空位極低，由該晶體製備的器件性能也得到了大幅提升。
「我們還發現晶體材料『變胖』了！在微重力環境下，晶體結構可能發生了膨脹現象。」劉學超表示，在微重力環境中，晶體缺陷密度大幅降低、結晶質量更好、晶體管器件性能提升，這些現象將為在地面突破InSe半導體關鍵製備技術提供重要支撐。\大公報記者劉凝哲
