據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國研究人員首次通過引入缺陷復(fù)合物，使用氧化鋅成功制造出穩(wěn)定的p型材料。新研究使氧化鋅可被廣泛用來制造性能優(yōu)異的紫外激光器、用于傳感器和飲用水處理中的發(fā)光二極管（LED）設(shè)備以及新的鐵磁設(shè)備等，破解了困擾材料學(xué)界的一個(gè)長久的難題。
　　為制造出激光器和LED設(shè)備，科學(xué)家們既需要n型材料，又需要p型材料。n型材料中包含有豐富的自由電子，p型材料則擁有能吸引這些自由電子的空穴。但是與自由電子相比，p型材料內(nèi)空穴的能級更低，這就意味著，在自由電子從n型材料行進(jìn)到p型材料的過程中，會釋放出過量的能量。過量能量在所謂“p-n結(jié)”上釋放出來就產(chǎn)生了激光器和LED設(shè)備內(nèi)的光。
　　研究人員一直對用氧化鋅來制造這些設(shè)備感興趣，不僅因?yàn)檠趸\可以產(chǎn)生紫外線，而且與其他紫外發(fā)射設(shè)備相比，用氧化鋅制造的設(shè)備內(nèi)瑕疵更少，性能更強(qiáng)。然而，科學(xué)家們一直不能使用氧化鋅制造出穩(wěn)定的p型材料。
　　現(xiàn)在，北卡羅萊納州立大學(xué)的研究人員通過采用一套獨(dú)特的生長和退火程序，朝氧化鋅內(nèi)引入了一種特殊的“缺陷復(fù)合物”，從而解決了這個(gè)問題。這種缺陷復(fù)合物與普通的氧化鋅分子不同，鋅原子慢慢丟失，與一個(gè)氫原子依附在一起的氮原子取代了氧原子。這些缺陷復(fù)合物分散于整個(gè)氧化鋅中，也作為吸收p型材料中自由電子的“空穴”。
　　該研究的主要作者、北卡羅萊納州立大學(xué)的朱迪思·雷諾茲指出：“最新研究向我們展示了如何用氧化鋅來制造p型材料；而且，缺陷復(fù)合物也使氧化性p-n結(jié)能很好地工作，并在室溫下產(chǎn)生紫外線。最新研究為一系列新的紫外激光器和LED技術(shù)打開了大門。”
　　總編輯圈點(diǎn)
　　人們早就知道氧化鋅具有優(yōu)異的性能，氧化鋅基LED的亮度約為當(dāng)前主流的氮化鎵基LED的10倍，而價(jià)格和能耗則僅為1/10，它還有成本低、易刻蝕、加工方便等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展?jié)摿薮?，商業(yè)利益豐厚。因此，如何實(shí)現(xiàn)高濃度穩(wěn)定的p型導(dǎo)電氧化鋅成為一大國際性難題。此項(xiàng)研究，猶如愛迪生在對數(shù)千種材料的實(shí)驗(yàn)中找到鎢絲并最終讓性能穩(wěn)定的電燈走進(jìn)千家萬戶一樣重大，這種更便宜、更節(jié)能環(huán)保的LED定能大規(guī)模應(yīng)用，取代現(xiàn)有設(shè)備來照亮我們的生活。