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【科技日報】在太空環境下生長的它如何練就了“點石成金”的超能力?
2019-04-19 08:57:46 | 【 【打印】【關閉】

  侯樹文 本報記者 王春 

  兩年多以前,在太空環境下成長的它搭乘著名為“實踐十號”的實驗衛星返回到地球。和它一起返航的還有一項超過地球同類物種的“超能力”。這種“超能力”相當于“點石成金”,能把垃圾焚燒熱輻射轉化為電能。 

  20164月,我國首顆微重力科學實驗衛星——實踐十號(SJ-10)返回式科學衛星搭載著 “多功能材料合成爐”進入太空開展科學實驗研究。兩年多時間過去后,中科院上海硅酸鹽所余建定研究員帶領的科研團隊對空間生長的InxGa1-xSb進行了深入研究,結果表明:通過太空晶體生長實驗,在國際上首次獲得In含量高達11%且成分均勻、一致的InxGa1-xSb。相關研究結果發表在自然出版集團旗下期刊《微重力》上。 

  當三元光電晶體(以下簡稱InxGa1-xSb)中的In含量達到11%左右時充分吸收城市垃圾在焚燒時輻射的不同波長的光譜。也就是說,利用InxGa1-xSb晶體制成的熱光伏系統,能把城市垃圾燃燒后的輻射熱轉換為電能。然而,在地球重力對流的作用下獲得的In含量只能達到3%。 

  為提高熱光伏轉換效率,國內外進行了一系列高濃度In含量InxGa1-xSb晶體的空間生長實驗。上世紀九十年代,中日兩國開始合作進行InxGa1-xSb的空間晶體生長研究。2011年,日本科學家在國際空間站進行了InxGa1-xSb的空間生長機理研究,但未能獲得高濃度In含量的InxGa1-xSb晶體。 

  余建定研究員帶領的科研團隊與日本宇宙科學研究所開展國際合作,利用SJ-10科學衛星開展了高濃度In含量InxGa1-xSb的空間晶體生長實驗。該團隊在SJ-10科學衛星實驗前,進行了3年多的地面匹配實驗,以不斷優化空間晶體生長工藝和參數,并開發了安全可靠的空間晶體生長安瓿。 

  空間三元晶體的生長采用二元單晶為籽晶和原料,以 GaSb(111)A/InSb/GaSb(111)A的三明治方式安置于安瓿中,在微重力下進行了60多小時的降溫凝固生長??蒲型哦?/font>利用電子顯微鏡、電子探針電子背散射衍射儀等設備對生長后的晶體進行了系統的成分和結構分析。分析結果表明,空間晶體生長界面呈平面狀,晶體生長速度為0.145mm/h,晶體生長區域約為7.1mm,In含量x=0.11且均勻一致地分布在晶體生長區,得到了空間微重力條件下成分均勻一致的高濃度In含量的InxGa1-xSb。  

  

InxGa1-xSb晶體的組織和EPMA成分分析結果:(a)斷面組織和In的濃度的面分布,(b)沿垂直方向In的濃度分布,(c)沿徑向方向In的濃度分布

 

   轉自//www.stdaily.com/02/difangyaowen/2019-04/17/content_761174.shtml

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