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【希望之声2023年5月29日】（希望之声记者启术综合编译）
「理化学研究所」是日本最大的私人综合研究机构，以其在各种科学领域的高质量研究而闻名。该所新兴物质科学中心的科学家们近来成功开发出一种功能类似于金属的半导体量子点的「超晶格」材料。
研究发现，这种新材料的导电性比现有的量子点显示器高一百万倍，而单个量子点的量子封闭性依然存在。研究小组预测，量子点「超晶格」的能力将得到显着提高。这一进步可能会彻底改变量子点技术，从而在电致发光设备、激光器、热电设备和传感器中实现新的应用。
半导体胶体量子点由于其特殊的光学特性而引起了科学界极大的研究兴趣。这些特性是由量子限制效应引起的。它们用于太阳能电池，在那里，它们可以提高能量转换的效率，生物成像。它们可被用作荧光探针、电子显示器、甚至量子计算。它们可以捕获和操纵单个电子的能力。然而，让半导体量子点有效导电一直是一个重大挑战，在组件中缺乏方向顺序的特点阻碍了它们被充分利用。
该研究小组在《Nature Communications》杂志上介绍了这项研究，为实现这一目标做出重大贡献。该小组由理化学研究所新兴物质科学中心的Bisri和Yoshihiro Iwasa领导。
实现这一目标的关键，是让「晶格」中的单个量子点在没有配体的情况下「外延」直接相互连接，并以精确的方式定向它们的小平面。研究人员测试了他们创造的硫化铅半导体材料的导电性。当他们使用双电层晶体管增加载流子密度时，他们发现在某个点，它的导电性比目前量子点显示器的导电性高一百万倍。重要的是，单个量子点的量子限制仍保持不变。这意味着，尽管它们具有类似金属高导电性，但不会失去其功能。
该项目的首席研究员之一Iwasa说：「半导体量子点一直显示出其光学特性的前景，但它们的电子迁移率一直是一个挑战。我们的研究表明，对组件中量子点的精确取向控制，可以导致高电子迁移率和金属行为。这一突破可能为在新兴技术中使用半导体量子点开辟新途径。」
他们计划对这类材料进行进一步的研究，并相信它可以极大地提高量子点超晶格的性能。除了改进现有设备外，它还可能带来新的应用，例如，真正的全量子点直接电致发光设备、电驱动激光器、热电设备以及高灵敏度探测器和传感器。而以前，这些应用都超出了量子点材料的范围。
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