当你烤蛋糕的时候，你可以把各种配料按任何比例混合，它们仍然能够混合在一起。这在材料化学中有点复杂。
通常，其目的是通过添加一定比例的额外元素来改变材料的物理性质;然而，并不是总能在材料的晶体结构中加入所需的量。在维恩理工大学，一种新的方法已经被开发出来，利用这种方法可以在锗和期望的外来原子之间实现以前无法实现的混合物。这就产生了性能显著改变的新材料。
更多的锡或镓在锗晶体
“以一种有针对性的方式将外来原子整合到晶体中以改善其性质实际上是一种标准的方法，”维也纳理工大学材料化学研究所的斯文·巴斯(Sven Barth)说。我们的现代电子产品是基于添加了某些添加剂的半导体。将磷或硼等外来原子加入其中的硅晶体就是一个例子。
半导体材料锗也被认为会从根本上改变它的性质，并在混入足够多的锡时表现得像金属一样——这是我们已经知道的;但是，在实践中，以前并没有做到这一点。
当然，人们可以尝试简单地熔化这两种元素，将它们以液态的形式彻底混合在一起，然后让它们凝固，就像数千年来为了生产简单的金属合金所做的那样。“但在我们的例子中，这种简单的热力学方法失败了，因为添加的原子不能有效地融入晶体的晶格系统，”斯文·巴斯解释道。“温度越高，材料内部移动的原子越多。这可能会导致这些外来原子在成功合并后析出晶体，在晶体中留下非常低浓度的这些原子。”
因此，Sven Barth的团队开发了一种新的方法，将快速晶体生长与极低的工艺温度联系起来。在这个过程中，随着晶体的生长，正确数量的外来原子被不断地加入。
这些晶体以纳米尺度的螺纹或棒状生长，特别是在比以前低得多的温度下生长，在140-230°C的范围内。巴斯解释说:“因此，合并的原子流动性较低，扩散过程缓慢，大多数原子停留在你希望它们停留的地方。”
使用这种方法，可以在锗中加入28%的锡和3.5%的镓。这比以前通过这些材料的传统热力学组合(30到50倍)所能做到的要多得多。
激光，led，电子元件
这为微电子学开辟了新的可能性:“锗可以与现有的硅技术有效结合，而且在如此高浓度的情况下添加锡和/或镓，在光电子学方面提供了极其有趣的潜在应用，”Sven Barth说。例如，这些材料将用于红外激光器、光电探测器或创新的红外led，因为锗的物理性能被这些添加剂显著改变。
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