具有DNA双螺旋结构的新型半导体

材料牛注:对半导体的印象还停留在砷化镓和磷化铟？是时候开发新的无毒廉价半导体材料了！德国慕尼黑工业大学的研究人员发现了一种包含锡、碘、磷三种成分的半导体材料（SnIP），具有DNA双螺旋结构，极其柔软灵活，可以做成几个纳米的大小，同时具有较好的高温稳定性。现在，该研究团队已经申请了专利，正期待着某家公司能将其实现工业化生产。让我们一起来了解一下吧！

DNA在纳米器件中的应用，主要是使其表现出半导体性质。但是，假如我们可以制备出一种具有DNA某些性质（包括灵活性）的无机半导体，将会怎样呢？

电子领域的专家即将给出答案。慕尼黑工业大学（Technical University of Munich，简称TUM）的研究人员发现了一种类似于DNA双螺旋结构的无机半导体材料。这种材料包含了锡、碘、磷三种成分，因此将其命名为SnIP。这三种组分形成了SnIP的双螺旋结构。

该研究团队将此成果发表于期刊Advanced Materials。文章中提到，原子在厘米尺度的纤维上排列成双螺旋结构，使得这种材料可以进一步被分成许多束。在实验室里，TUM的研究人员可以将纤维做成尽可能小的5对螺旋束，仅有几纳米粗。研究人员相信将纤维做成这种尺寸可以满足一系列纳米电子器件方面的应用。

当然，可用作半导体意味着SnIP具有固有的带隙。但是，不同于其他无机半导体的是，SnIP具有双螺旋结构的极度灵活性。

TUM的Tom Nilges教授（该研究团队的负责人）在一次发布会上说道：“半导体性质和机械灵活性的结合使这种材料可以被用在很多应用上。与有机太阳能电池相比，我们希望通过无机材料能够实现更高的稳定性。例如，SnIP在接近500℃时仍能保持稳定。”

同时，该研究的一个重大突破是能够扩大双螺旋结构材料的生产规模，使其达到毫克以上。

“据我所知，这是第一次制备出克级的双螺旋材料。我们可以在一个简单的固相反应中通过气相制备出克级的样品。固相制备在工业上并不陌生，因此我确信任何一家公司都可以制备出这种材料。”TUM的Tom Nilges教授（该研究团队的负责人）在一次发布会上说道。

Nilges解释道，“SnIP的制备很简单，且不含有毒成分。SnIP中的所有成分都比镓、铟、砷来源丰富且易得。”磷化铟和砷化镓是目前用于电脑芯片的最主要的半导体材料，但它们都含有有毒成分，且价格昂贵。

Nilges指出，该生产过程可以直接在最后合成纯物质，不像碳纳米管那样不容易形成纯相。

TUM的研究人员已经就SnIP的合成与可能的应用（包括柔性半导体器件、太阳能电池、热电设备和水分离）申请了专利。

Nilges补充道：“一旦有哪家公司对这种材料感兴趣，这些应用就可以得以实现。用实验室的设备大概需要1-2年的时间。因此，我们现在正在寻找有意向的公司进行合作。一旦实现工业化，时间可以大大缩短。”

原文链接：Novel Semiconductor Has Double-Helix Structure of DNA。

文献连接：Inorganic Double Helices in Semiconducting SnIP。

本文由编辑部杨超提供素材，黄亚编译，点我加入材料人编辑部。