保持灯光：在黑暗中具有改善的机械性能的材料

研究人员发现，硫化锌晶体在室温下在正常光照条件下是脆性的，但在完全黑暗中变形时具有高度塑性。在黑暗中硫化锌晶体的变形也缩小了它们的带隙，这控制了导电性。该团队的研究结果表明，无机半导体的机械和电子特性对光敏感，揭示了设计无机半导体性能的可能途径，无机半导体在电子产品中非常重要。

诸如硅的无机半导体在现代电子设备中是必不可少的，因为它们具有介于金属和绝缘体之间的可调导电性。半导体的电导率由其带隙控制，带隙是其价带和导带之间的能量差; 窄带隙导致导电率增加，因为电子更容易从价带移动到导带。然而，无机半导体是脆性的，这可能导致器件故障并限制其应用范围，特别是在柔性电子器件中。

名古屋大学的一个小组最近发现无机半导体在黑暗中的表现与光相比有所不同。他们发现硫化锌(ZnS)晶体是一种代表性的无机半导体，当暴露在光线下时会很脆，但在室温下保存在黑暗中会很脆弱。这项研究结果发表在科学。

“完全黑暗对无机半导体机械性能的影响以前没有被研究过，”研究合着者Atsutomo Nakamura说。“我们发现完全黑暗中的ZnS晶体比光照下的ZnS晶体具有更高的可塑性。”

黑暗中的ZnS晶体塑性变形而没有破裂，直到45%的大应变。该团队将黑暗中ZnS晶体的可塑性增加归因于完全黑暗中的位错的高移动性。位错是晶体中发现的一种缺陷，已知会影响晶体特性。在光照下，ZnS晶体是脆性的，因为它们的变形机制与黑暗中的变形机制不同。

在黑暗中ZnS晶体的高可塑性伴随着变形晶体的带隙的显着降低。因此，ZnS晶体的带隙以及它们的导电性可以通过在黑暗中的机械变形来控制。该团队提出，变形晶体的带隙减小是由于晶体中的位错引入变形引起的，这改变了它们的能带结构。

“这项研究揭示了无机半导体的机械性能对光的敏感性，”共同作者松永胜幸说。“我们的研究结果可能允许开发通过受控光照来设计晶体的技术。”

研究人员的研究结果表明，无机半导体的强度，脆性和导电性可以通过曝光来调节，这为优化无机半导体在电子产品中的性能开辟了一条有趣的途径。