【SMM锡快讯：锗锡材料研究取得突破助力光子半导体发展】

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2026-03-03 13:44:27

一项由英国爱丁堡大学主导的国际合作研究，成功制备出一种新型的锗锡合金半导体材料。该项研究成果已在《美国化学会志》上发表。这种新型半导体在提升常用电子设备的运行速度与降低能耗方面展现出潜力，通过掺杂锡元素，可以改变材料的电子结构及内部能级排列。当锡含量达到一定比例时，锗材料可转化为“直接带隙”，这意味着电子能以光的形式直接释放能量。这一特性显著提升了材料的光发射与吸收性能，对于激光器、光电探测器及光数据链路的研发至关重要。
由于锗和锡在自然状态下难以良好融合，稳定性一直是该领域面临的挑战。为克服这一难题，研究团队通过在9–10 吉帕（GPa）高压（约为大气压的 10 万倍）以及1200°C 以上高温条件下处理材料，使原子形成一种新的六方晶体结构（hexagonal phase）。重要的是，当环境恢复至常态时，该材料仍能保持稳定。
研究发现，锡含量最高约达16%的合金能够保持这种六方相结构，而锡含量更高时则会恢复为常见的立方结构。鉴于晶体结构直接影响电子行为，通过调节锡含量，研究人员获得了一种调控光学性能的新手段。

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