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Si 24 是一种新型开放框架硅同素异形体，在环境条件下处于亚稳态。与间接带隙半导体金刚石立方硅不同，Si 24 具有接近 1.4 eV 的准直接带隙，为光电和太阳能转换设备带来了新机遇。先前的研究表明，Na 可以从高压 Na 4 Si 24 前体的微米级颗粒中扩散，在环境条件下生成 Si 24 粉末。值得注意的是，我们在此证明 Na 在大型 (~100 µm) Na 4 Si 24 单晶中保持高度移动性。在真空条件下轻轻加热 (10 -4 mbar，125 °C)，Na 很容易从 Na 4 Si 24 晶体中扩散出来，并可进一步与碘反应生成大型 Si 24 晶体，经波长色散 X 射线光谱测量，该晶体的硅含量为 99.9985 at%。 Si 24 晶体在 1.51(1) eV 处显示出尖锐的直接光学吸收边，带边附近的吸收系数明显大于金刚石立方硅。温度依赖性的电输运测量证实了从金属 Na 4 Si 24 中除去 Na 可得到 Si 24 的单晶半导体样品。这些光学和电学测量提供了对关键参数的深入了解，例如来自残留 Na 的电子供体杂质水平、减少的电子质量和电子弛豫时间。在块体长度尺度上有效除去 Na 和单晶 Si 24 的高吸收系数表明这种材料有望以块体和薄膜形式使用，并有望应用于光电技术。
单晶合成及特性... - NSF-PAR
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