已经开发出了一种生长垂直半导体晶体的方法。希望这种方法能够提高有机半导体的功率和效率。这种新方法也可用于生产更加高效的太阳能电池板。 

绽放：垂直的四苯胺半导体晶体的扫描电子显微镜图像，该图像经Jessica Wang处理。 

半导体效率的提升促使智能手机、计算机等设备显著进步。通常情况下，采用硅或金属氧化物来制备无机半导体，但成本高昂。

鉴于碳基或有机半导体具有来源丰富、经济且质轻等优点，研究人员对其特别感兴趣。

材料科学与工程、化学杰出教授Richard Kaner带领的研究团队成功制得了具有先进结构的四苯胺。四苯胺是一种导电聚合物模块，有机半导体的一种。

该实验表明有可能垂直地生长出四苯胺。

这一突破将奖有助于推进太阳能技术的发展，因为可以使太阳能电池呈现出全新的形状。它们可以“光天线”的形式出现，这样就可以直接吸收来自所有方向的光。目前使用的平板只能在单一的表面吸收光。

这项研究当中，四苯胺晶体从基底上垂直生长，使得晶体为直立状态。这种晶体生长于石墨烯基溶液当中。之前科学家已经成功的生长出了垂直的无机半导体材料，然而对于有机材料而言这是非常困难的。

四苯胺所具有的化学和电学性质使其成为半导体的一种很有前途的选择。四苯胺晶体很小，其方向决定了它的性质。如果晶体垂直生长，则更多的表现为半导体性质，从而提高其控制电流的效率。这种特性使其可用于太阳能电池、光电传感器等装置。

“这些晶体类似于将桌子上散落的铅笔收进笔筒当中。垂直放置可以节省大量的空间，也就意味着在不久的将来有望生产出更小型化、更高效的个人电子产品。”

——Yue “Jessica” Wang - UCLA and Stanford University

在该团队发现能够充分控制四苯胺溶液来生长垂直晶体之后，他们利用相同的石墨烯基底，开发出了一种高度有序方式生长垂直晶体的方法。

“关键在于解密不同溶剂环境下有机半导体与石墨烯之间的相互作用。一旦理解了这一复杂的机制，生长垂直有机晶体也就变得简单了。”

——Yue “Jessica” Wang - UCLA and Stanford University

该团队还发现石墨烯基底的另一个重要优势：

这种技术可以获得任何我们想要的图案晶体。可以利用这些半导体晶体来制备电子器件，并按器件（如薄膜晶体管或发光二极管）所需的复杂图案来精确的生长晶体。

——Yue “Jessica” Wang - UCLA and Stanford University

相关研究论文发表于《ACS Nano》期刊上。

波音公司、美国能源部、国家科学基金会、以及美国国防威胁降低局（Defense Threat Reduction Agency）为这项研究提供支持。 

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮