摘要：研究人员已经证明，通过使用具有柔性键的半导体，可以使用纳米容器将材料模制成各种结构，而不会改变其组成，该发现可能仅使用单个元素来设计各种定制的电子设备。...

研究人员已经证明，通过使用具有柔性键的半导体，可以使用纳米容器将材料模制成各种结构，而不会改变其组成，该发现可能仅使用单个元素来设计各种定制的电子设备。

半导体对我们的日常生活至关重要，因为它们几乎在每个电子设备中都可以找到。半导体的关键特征之一是它们的带隙，它决定了它们如何进行电流。通常通过破坏化学键或将其他元素引入材料来为特定应用设计。但是，这些过程可能是复杂且能源密集的。

来自诺丁汉大学，EPSRC超级巨星设施，德国ULM大学和美国的BNNT LLC的研究人员使用纳米管作为微小的测试管拍摄了新形式的硒。这项研究已于今天发表高级材料。

从事实验工作的诺丁汉大学化学学院的研究员威尔·库尔（Will Cull）说：“硒是一位旧的半导体，具有丰富的历史，并且已在第一个太阳能电池中使用。在我们的研究中，我们通过发现局限于纳米级时可能出现的新形式来振兴硒。

硒可以作为纳米线存在，其结构和粘结随直径而变化。低于一定大小，硒原子之间的键变化，增加键角。这会导致最初的螺旋结构拉直，最终将其收缩成原子薄的电线。

威尔·库尔（Will Cull）博士说：“我们使用纳米管作为微小的测试管，成功地使用了透射电子显微镜对新形式的硒进行了成像。这种方法使我们能够创建一个新的相图，将硒的原子结构与纳米线的直径联系起来。

诺丁汉组先前使用纳米测试管报告了单个分子的化学反应并观察半导体中的相变。这种方法可以在原子水平上实时拍摄化学。

威尔·卡尔（Will Cull）博士说：“令我们惊讶的是，我们观察到纳米试管在成像时变得更薄！在我们的眼睛之前，我们目睹了纳米管内部的硒纳米线像牙膏一样挤压，伸展和稀疏。这种偶然的发现使我们能够建立一种将一种纳米线转化为另一种纳米线的机制，这对它们的电子特性具有近乎原子的精度。

条带隙是半导体的至关重要特性，可显着影响它们在包括太阳能电池，晶体管和光催化剂在内的各种设备中的使用。 EPSRC Superstem主任昆汀·拉马斯（Quentin Ramasse）教授说：“通过利用原子解析的扫描透射透射电子显微镜与电子能量损失光谱概率，我们能够测量硒链的带隙。这些测量值使我们能够在这些纳米线的直径与它们相应的带隙之间建立关系。

昆汀·拉马斯（Quentin Ramasse）教授说：“传统上，碳纳米管被用作纳米试管。但是，它们出色的能量吸收特性可以掩盖内部材料的电子过渡。相比之下，一种较新的纳米试管，氮化硼纳米管是透明的，使我们能够观察其中包含的硒纳米线中的带隙过渡。

著名的摩尔定律指出，综合电路上的晶体管数量大约每两年加倍。结果，电子组件必须变小。诺丁汉大学化学学院Andrei Khlobystov教授说：“我们已经调查了纳米线尺寸的最终限制，同时保留了有用的电子特性。硒是可能的，因为量子限制现象可以通过原子结构中的扭曲有效地平衡，从而使带隙保持在有用的范围内。

研究人员希望将来将这些新材料纳入电子设备。通过更改纳米线的直径来精确调整硒的带隙，可能仅使用单个元素来设计各种定制的电子设备。