德州大學開發(fā)出半導體測量新技術 比以往提升10萬倍

UT（德州大學，University of Texas）研究人員開發(fā)出一種半導體測量新技術，這項技術的靈敏度比以往測量技術提升了10萬倍。

UT電氣與計算機工程專業(yè)的研究生Sukrith Dev與UT中紅外光學研究小組的電氣與計算機工程副教授Daniel Wasserman共同完成了該研究。

比起現(xiàn)有技術，該項新測量技術的優(yōu)勢在于小尺寸表征材料的能力得到顯著增強，這將加速二維、微尺寸和納米尺寸材料的發(fā)現(xiàn)和研究。特別是在電子和光學器件尺寸不斷縮小的大趨勢下，實現(xiàn)精確測量小尺寸半導體材料特性將有助于工程師確定材料的應用范圍。

Dev認為：“新技術可以提升大家對紅外傳感器技術的認識，并為夜視、自由空間通信開辟出有前景的新方向！本質上，我們的新技術可以更靈敏地獲取一種叫做載流子壽命（carrier lifetime）的材料特性，這將有助于確定材料質量并確定其潛在應用?！?/p>

光電材料中電子保持“光激發(fā)”狀態(tài)或產生電信號的時間長短，是該材料在光電檢測應用中潛在質量的可靠指標。目前用于測量光激發(fā)電子載流子動力學或壽命的方法，成本高、復雜且精度有限。

Dev進一步解釋道：“當某些半導體材料受到光照時，電子會被激發(fā)并暫時自由。載流子壽命是指這些自由電子在重新結合到各自位置之前保持激發(fā)的時間。載流子壽命是重要的材料參數(shù)，它是體現(xiàn)材料整體光學質量的重要指標，同時它也決定了某種材料用于光電探測器的應用范圍。例如，如果想提升通信能力，就需要載流子壽命相當短的材料。如果想要如熱成像等靈敏度非常高的器件，那就需要載流子壽命很長的材料?！?/p>

Dev和Wasserman的策略較為獨特，他們使用光信號來調制微波信號，這與傳統(tǒng)測試方法正相反。

Dev說：“傳統(tǒng)測試方法的問題在于，必須收集光且其輻射能力真的很差。但由于我們將微波限制在很小的脈沖容量內，因此我們的技術可以使它更加靈敏?！?/p>

Dev認為：“有了這項技術，未來可以開發(fā)出更靈敏的紅外傳感器。同時，這項技術可能有助于自由空間通信或帶寬的提升，并為電磁學和固體物理學的研究開辟新領域?！?/p>

UT電氣工程專業(yè)大二學生Mihir Shah表達了他對半導體和固態(tài)物理領域的熱情。Shah說：“我認為，如今探索用于計算的新領域比以往任何時候都更加重要。我很愿意在光子集成電路領域做些研究，以便看到在如今電子生態(tài)系統(tǒng)中有更多光子系統(tǒng)的應用?！?/p>

UT電氣工程專業(yè)大二學生Jaime Tan Leon則認為，電子領域的研究將越來越重要。Tan Leon說：“電氣工程師在解決問題中發(fā)揮著關鍵作用。對工程師來說，現(xiàn)在研究提升靈敏度和質量的新想法對未來非常重要?！?/p>