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从左到右：采用钨坩埚和脱氧绝缘体的新晶体生长技术示意图，以及新型单晶示例。
图源：Scientific Reports (2025)
目前用于半导体、电子设备和光学设备的单晶无法承受高温。这是因为通常用于制造它们的材料（例如铱和铂）的熔点低于 2,200°C。制造能够承受这种极端温度的单晶是一项迄今为止尚未攻克的难题。
横田雄衣副教授和吉川彰教授（东北大学材料研究所）开发了一种新的晶体生长技术，使用钨（W）坩埚，可在 2,200°C 以上的温度下使用。
该晶体生长技术有望对新材料的发现和更高熔点氧化物单晶的量产做出重大贡献。
该研究发表在《科学报告》上。
“钨此前未能成功的原因在于它容易与氧化物发生反应，”横田解释道。“钨还可能混入晶体中，从而污染最终产品。”
研究团队开发了一种新的晶体生长技术，可以抑制不必要的反应和污染。他们的研究明确了这些过程背后的机制，以便有效地阻止它们。
最终，他们已成功研发出超越现有闪烁体的高密度单晶。这一发现将带来重大的现实影响，直接改善世界各地人们的生活。例如，这些晶体可应用于PET设备，从而在更短的时间内检测出早期癌症。
现有氧化物、氟化物和卤化物闪烁体单晶的熔点和带隙。图中显示了使用铱、铂铑和铂坩埚可进行晶体生长的区域。
图源：Scientific Reports (2025)
吉川说：“这些结果是令人兴奋的，因为这意味着我们可以创造出大量适用于广泛应用的新材料。”
这项研究有望加速开发用于半导体、光学材料、闪烁体和压电材料的、工作温度在2200°C以上的新型功能性单晶。目前，在日本科学技术振兴机构（JST）的支持下，其量产方法正在开发中。
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
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今天是《半导体行业观察》为您分享的第4141期内容，欢迎关注。
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