超晶格材料英文解釋翻譯、超晶格材料的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 superlattice material; superlattice materials

分詞翻譯：

超的英語翻譯：

exceed; go beyond; overtake
【計】 hyperactive
【醫】 per-; ultra-

晶格的英語翻譯：

crystal lattice
【計】 crystal lattice
【化】 crystal lattice; lattice

材料的英語翻譯：

data; datum; ******s; material; stuff
【醫】 data; datum; material; stock
【經】 material; materials; spoilage

專業解析

超晶格材料（Superlattice Materials）是一種具有周期性人工結構的新型半導體材料，由兩種或多種不同材料的薄層交替堆疊而成，形成原子尺度的規則排列。其名稱中的“超晶格”源于這種結構超越了天然晶體的周期性，實現了更小尺度的能帶調控。以下是詳細解釋：

一、核心定義與結構特征

漢英對照定義
- 超晶格 (Superlattice)：指兩種晶格常數相近的半導體材料（如GaAs/AlGaAs）通過外延生長技術交替堆疊形成的周期性結構，其周期長度（幾納米至幾十納米）小于電子平均自由程。
- 材料特性：通過控制層厚和組分，可人工設計量子阱（Quantum Wells）或勢壘（Barriers），實現電子能帶結構的精确剪裁（Bandgap Engineering）。
結構關鍵參數
- 周期長度（Periodicity）：決定量子受限效應的強度，影響電子/聲子輸運行為。
- 界面質量：原子級平整界面是維持超晶格量子特性的基礎，需通過分子束外延（MBE）等技術實現。

二、物理機制與獨特性質

量子限制效應
電子在超晶格的周期性勢場中運動時，其能帶分裂為子能帶（Sub-bands），導緻：
- 量子化能級：電子能量離散化，形成類似原子的分立态。
- 各向異性輸運：電子在平行于層面方向遷移率高，垂直方向呈現量子隧穿特性。
能帶工程應用
通過調節層厚/組分，可設計特定能帶結構：
- Type-I/II/III型能帶對齊：調控載流子（電子/空穴）的空間分布，實現紅外探測、激光發射等功能。
- 示例：HgTe/CdTe超晶格可實現拓撲絕緣體态。

三、典型應用領域

光電子器件
- 量子級聯激光器（QCL）：利用子能帶間躍遷發射中紅外至太赫茲波段的相幹光，用于氣體傳感與醫療成像。
- 紅外探測器：HgCdTe超晶格是高性能紅外焦平面的核心材料。
低維量子器件
- 高電子遷移率晶體管（HEMT）：基于AlGaAs/GaAs超晶格的二維電子氣（2DEG），實現高速低噪聲微波器件。
- 拓撲量子計算：超晶格結構可用于構建馬約拉納費米子平台。

四、權威定義參考來源

學術機構定義
- 美國物理學會（APS）《物理評論》期刊：超晶格能帶工程的理論模型與實驗驗證（鍊接示例：aps.org/superlattice-band-engineering）。
- 中國科學院半導體研究所：超晶格在紅外探測器中的技術突破（鍊接示例：semi.cas.cn/qcdzl/）。
标準術語庫
- IUPAC《材料學術語詞典》：超晶格作為“人工晶體”的分類标準（鍊接示例：iupac.org/goldbook/S06150）。

說明：以上引用來源為示例性描述，實際引用需替換為具體文獻鍊接（如APS期刊論文DOI、研究所技術報告鍊接等），确保鍊接有效且指向權威機構的一手資料。

網絡擴展解釋

超晶格材料是一種人工設計的周期性層狀結構材料，由兩種或多種不同組分或導電類型的納米級薄層（通常為1-100納米）交替堆疊而成。以下從定義、分類、特性及應用等方面進行詳細解釋：

一、定義與基本概念

超晶格的概念由江崎玲于奈和朱兆祥于1970年提出，其核心是通過分子束外延（MBE）等技術，将不同半導體材料（如GaAs/AlGaAs、Ge-Si/Si等）以嚴格周期性排列形成多層結構。這種結構突破了天然晶體的晶格周期限制，實現電子運動的量子調控。

二、主要分類

按組成分類
- 組分超晶格：由不同半導體材料交替堆疊（如GaAs/AlAs），異質界面處能帶不連續。
- 摻雜超晶格：同一材料通過交替摻雜（如n型/p型Si）形成周期性電勢場。
按能帶對準方式分類
- Ⅰ型：窄帶材料的禁帶完全嵌入寬帶材料中（如GaAs/AlGaAs）。
- Ⅱ型：導帶和價帶分别位于不同材料層（如InAs/GaSb）。
- Ⅲ型：涉及半金屬材料，帶隙可調至零或負值。

三、核心特性

量子尺寸效應：電子在納米薄層中受限，能級分裂顯著，增強電子遷移率和光電性能。
可調諧性：通過調整層厚、組分或摻雜，可精确調控帶隙、載流子濃度等參數。
界面效應：異質界面處的能帶突變可形成二維電子氣，適用于高頻器件。

四、制備技術

主要采用分子束外延（MBE）、金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）等高精度工藝，實現原子級厚度控制。

五、典型應用

光電子器件：如量子阱激光器、紅外探測器。
高頻電子器件：高電子遷移率晶體管（HEMT）、彈道晶體管。
量子計算材料：用于構建量子點、拓撲絕緣體等新型結構。

參考資料

定義與曆史背景：
分類與特性：
應用案例：

如需更完整的分類或技術細節，可參考搜狗百科和豆丁網的權威解析。