Wiszące wiązania odnoszą się do chemicznego połączenia między dwoma atomami na powierzchniowej warstwie kryształu. Wiązanie rozciąga się w kierunku powierzchni, zamiast łączyć się z innym atomem w krysztale.
Okresowość kryształu Si jest zaburzona na powierzchni, a atomy powierzchniowe reorganizują się, aby zmniejszyć liczbę niewypełnionych wiązań . Wiązania wiszące odnoszą się do tych niewiążących orbitali sp, które są skoncentrowane na atomach Si o trzech skoordynowanych atomach.
Kiedyś uważano, że mają one negatywny wpływ na urządzenia elektryczne, obecnie jednak uznaje się je za najlepsze kropki kwantowe do tworzenia urządzeń kwantowych na powierzchniach krzemu.
Obecność wiązań wiszących na powierzchni kryształu może znacząco wpływać na jego właściwości elektroniczne . Po przyłożeniu pola elektrycznego wiązania te na powierzchni mogą zmieniać przewodnictwo elektryczne materiału półprzewodnikowego . Efekt ten ma istotne implikacje dla projektowania urządzeń, ponieważ może być wykorzystany do kontrolowania przepływu prądu w urządzeniu.
Jaki potencjał mają zwisające wiązania w zastosowaniach energetycznych?
Oprócz potencjału w tworzeniu urządzeń kwantowych, wiązania wiszące badano również pod kątem ich potencjalnego wykorzystania w energetyce. Naukowcy odkryli, że wiązania te mogą działać jak pułapki elektronowe i wpływać na właściwości fotowoltaiczne powierzchni krzemu. Zrozumienie zachowania tych wiązań ma kluczowe znaczenie dla rozwoju wydajnych ogniw słonecznych, ponieważ wiązania te mogą powodować utratę energii w procesach rekombinacji.
Przeczytaj także: Czym jest degradacja?
Badanie wiszących wiązań jest również ważne w dziedzinie nauki o powierzchni, ponieważ dostarcza wglądu w zachowanie atomów i cząsteczek na powierzchniach. Rozumiejąc, w jaki sposób te wiązania wpływają na właściwości powierzchni, naukowcy mogą opracowywać nowe materiały o dostosowanych właściwościach powierzchni do szerokiego zakresu zastosowań, od katalizy po elektronikę.
