来自卡迪夫大学的科学家首次在一种常见化合物半导体材料的表面上，发现了以前从未见过的“不稳定性”。这些发现可能会对未来为我们日常生活提供动力的电子设备中材料的发展产生深远影响。从智能手机和GPS到卫星和笔记本电脑，化合物半导体是电子设备不可或缺的一部分。发表在领先期刊《物理评论快报》上的这项新发现，揭示了一种常用的化合物半导体材料（砷化镓(GaAs)）的表面并不像之前认为的那样稳定，使用卡迪夫大学物理和天文学学院和化合物半导体研究所的最先进设备：
研究小组发现了砷化镓原子结构中有出现然后消失的小块不稳定性。这是首次在砷化镓表面观察到这种被称为“亚稳性”的现象。研究的合著者，来自卡迪夫大学物理和天文学学院的Juan Pereiro Viterbo博士说：目前不知道这种现象是否正在影响半导体器件结构的生长，这也是我们下一步需要研究的。如果这种现象发生在半导体器件的成长过程中，那么这可能会产生深远的影响。最终，这些发现有助于我们更好地了解分子水平上正在发生的情况，这将使我们能够开发新的材料和结构。
减少现有化合物半导体器件的缺陷，从而为我们的通信系统、计算机、电话、汽车等开发更好的电子产品。这一发现的关键是设备可用性，这些设备具有世界上其他任何地方都不存在的能力。物理和天文学学院和化合物半导体研究所的实验室有一个低能电子显微镜和分子束外延机相结合，能让研究人员在制造化合物半导体的同时观察材料结构的动态变化。分子束外延是一种用于制造或“生长”化合物半导体器件的技术，其工作原理是将极热的原子或分子的精确光束发射到衬底上。
分子降落在基底表面，凝聚，并在超薄层中非常缓慢和系统地积累，最终形成复杂的单晶。尽管砷化镓已经得到了很好的研究，但在生长过程中使用低能电子显微镜使研究人员能够观察到以前从未见过的动态事件。这些亚稳态相转变为热力学稳定的母相，产生与温度相关的、时间平均覆盖的动态相位共存。模拟用于确定关键的动力学过程，并研究相亚稳态与演变的表面形貌之间的相互作用，这用于解释时间平均覆盖率的测量温度依赖性。
博科园｜研究/来自：卡迪夫大学
参考期刊《物理评论快报》
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.186102
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