研究揭示了晶体生长所涉及的关键原子规模机制

由于具有吸引力的形状和鲜艳的色彩，大多数晶体无疑是性质的奇迹。少数晶体也是科学的奇观，在光学和电子设备中具有革命性的应用。欧洲杯线上买球因此，识别出现这些晶体的最佳方式对于更多的进步至关重要。

研究人员来自氩气国家实验室美国能源部（DOE），与三所大学一起，对原子尺度氮化镓晶体生长背后的机制阐述了新的光芒。

如今，氮化镓晶体广泛用于发光二极管，更常见于LED。它们还可用于创建用于高功率开关电子器件的晶体管，以使更智能更节能的电网。这些“智能电网”的应用可以最佳地平衡整个系统内的高功率，可能在极端风暴期间防止功率损失。

此外，相同类型的技术可以使个体更高的家庭能力。它甚至可以用于激光发送数据的光通信中。该数据传输可以比现在的当天能力更快，更准确，更安全。

由于这些各种应用，世界各地的研究人员一直在努力提高氮化镓晶体的方法。

氮化镓具有比硅的更复杂的晶体结构，电子器件中的典型晶体材料。当你长大的水晶时，你可以在表面上获得更加令人着迷的行为。

G. Brian Stephenson，Argonne National实验室材料科学欧洲杯足球竞彩部门欧洲杯线上买球

在原子尺度上，氮化镓晶体的表面通常类似于每个阶梯代表晶体结构层的步骤的楼梯。通过将它们附接到步骤的边界来添加原子。由于氮化镓晶体的结构，步骤具有交替的边缘结构，其标记为A和B.

变化的原子结构导致A型和B型步骤的变化性行为。大多数理论模型表示原子在B型步骤上更快地积聚;但是，实验证实不可用。

由于涉及高温和化学大气，因此不可能使用标准电子显微镜检查氮化镓的生长并测试模型预测。

G. Brian Stephenson，Argonne National实验室材料科学欧洲杯足球竞彩部门欧洲杯线上买球

因此，研究人员寻求高级光子源（APS）的帮助，在Argonne National实验室在科学用户设施的DOE办公室。欧洲杯线上买球在APS处，具有宽度宽（光束线12-ID-D）的光束的X射线的强能使研究人员能够跟踪氮化镓在晶体表面步骤上的生长速度。

这种X射线作为完美的探头，因为它们不仅对原子尺度结构敏感，而且还可以在增加的温度下进入晶体环境，即超过1400°F，而在其上增长。

“基于建模，许多人假设原子可能会在型号上更快地积累。想象一下，我们令人惊讶的是，当它成为步骤A时，这表明增长过程的化学可能比以前想象的更复杂，“斯蒂芬森补充道。

这项工作是探测材料的重要性和力量的一个很好的例子，而过程正在进行中。相当通常，当我们使用这些探针研究综合等过程时，我们发现故事比我们最初想到的更复杂，并抵消传统智慧。

Matt Highland，物理学家，X-Ray Science欧洲杯线上买球s部门，Argonne National实验室

结果具有明显的影响，可以提高对氮化镓生长的原子规模机制的目前解释。这种解释还具有对设计复杂的氮化镓装置来设计复杂的氮化镓装置的重大实际意义，从而能够更好地控制更多元素的增强性能以提高性能。

结果还可用于生长相似的晶体，例如对量子信息科学的宿主半导体材料。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

该研究得到了基本能源科学的Doe办事处资助，并已发表在欧洲杯线上买球自然通信杂志。

除了斯蒂芬森和高地外，来自阿尔冈国家实验室的其他作者包括广绪居，东威徐（目前在华中科技大学），伊斯曼和彼得扎普尔。欧洲杯线上买球大学参与者包括来自伊利诺伊州北部的Carol Thompson大学和Weronika Walkosz从湖森林学院。

期刊参考：

鞠，G.，等。（2021）原位微观表面X射线散射揭示了晶体生长期间的交替的步骤动力学。自然通信。doi.org/10.1038/s41467-021-21927-5。

来源：https://www.anl.gov/