亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心（HZDR）的研究团队与德累斯顿工业大学和位于汉堡的德国电子同步加速器（DESY）研究中心的研究人员合作，通过改变纳米线外壳的结构，生产出可以在很宽的范围内进行波长调谐的纳米线。微调纳米线可以在光电子器件中扮演多种角色，使组件更强大，更具成本效益，并且更易于集成。研究人员在硅衬底上外延生长砷化镓纳米线。然后，他们将薄薄的电线封入另一层材料中，并在其中加入铟。材料的不匹配晶体结构目的是在线芯中引起机械应变，这将改变砷化镓的电子特性 - 例如，导致带隙变小或电子变得更具移动性。为了放大这种效果，科学家们不断向壳中加入更多铟，或增加壳的厚度。

纳米线的横截面，具有砷化镓核，铟铝砷化物壳和铟镓砷覆盖层（镓是蓝色，铟是红色、铝是青色）。该图像通过能量色散x射线光谱产生。

砷化镓核心承受异常大的拉伸应变，并且可以通过改变壳的组成和厚度来设计应变的大小。在这种应变水平下，研究人员期望看到半导体中出现紊乱 - 例如，线芯弯曲或出现缺陷。他们认为实验条件没有出现这种紊乱的原因：首先，他们生长了非常细的纳米线（比人类头发细5000倍）。其次，他们在非常低的温度下生产线壳。原子的表面扩散或多或少地冻结，迫使壳在核心周围均匀生长。

研究员Emmanouil Dimakis说：“我们所做的是对极端事件产生了明显影响。” “所取得的应变的7％是巨大的。”该团队通过在德累斯顿的工厂以及德国的高光X射线光源PETRA III和英格兰的钻石进行了几次独立的测量，证实了这一发现。接下来，研究人员研究了触发纳米线核心极高应变的原因，以及如何应用这种应变。他们发现高应变使得它们将砷化镓半导体的带隙转移到非常低的能量，使其即使对于光纤网络的波长也是兼容的 –该光谱范围以前只能通过使用含铟的特殊合金来实现。当与晶格不匹配的铟镓砷或砷化铝铟壳的杂质生长时，纳米线的带隙减少高达40％。

研究人员认为，由此产生的带隙减少可以使砷化镓纳米线适用于近红外（NIR）范围内的光子器件，包括1.3μm和1.55μm的光子，还可以在硅CMOS芯片中进行单片集成。“多年来科学家们已经意识到砷化镓是一种材料，但纳米线是特殊的。一种材料可能在纳米尺度上表现出全新的性质，“Dimakis说。

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