二极管允许电流定向流动。没有它们，现代电子产品将是不可想象的。到目前为止，它们必须由两种具有不同特性的材料制成。慕尼黑工业大学(TUM)的一个研究小组现在发现了一种材料，这种材料可以制造出温度简单变化的二极管。
制造二极管通常涉及组合两种具有不同特性的半导体材料。在大多数情况下，这些是硅的改性形式，其中添加了不同的元素以产生所需的特性。这个过程被称为掺杂。
将自由电子添加到材料中的磷、砷或锑的掺杂称为n型掺杂。n指带负电的电子。相比之下，硼、铝和镓结合来自硅的电子，从而产生带正电的空穴。该材料是p掺杂的。结合这两种材料会产生一个二极管，该二极管允许电流仅沿一个方向流动。
温度变化材料特性
TUM创新材料合成与表征教授TomNilges说：“我们现在发现了一种材料，只需改变温度即可使其成为n型或p型导电材料。”研究人员已经能够证明，仅仅几度的温度变化就足以产生这种效果——并且可以在材料内产生温度梯度的功能二极管。
“当材料处于室温时，我们有一个完全正常的p导体。如果我们随后应用温度梯度，我们可以同时在加热区域产生一个n导体，”Nilges教授解释说。应用的一个重要方面：室温范围内的效应函数。“要生成二极管，只需几度的局部温升就足够了——在我们的例子中是22到35°C。”
对于Nilges来说，消除掺杂的需要并不是唯一的优势：“生产的每个二极管始终存在。我们的材料并非如此：随着温度梯度，二极管也会消失。如果再次需要它”______
复杂的成分
寻找完美材料的工作历时12年，该团队现在终于发现了造币金属硫族化物卤化物Ag18Cu3Te11Cl3。它由元素银、铜、碲和氯组成。研究人员在探索利用热量发电的热电材料时遇到了这类化合物。他们研究的一种材料显示了pn开关效应。然而，这仅在100°C左右的温度范围内观察到，不适合实际应用。
经过广泛的分析和实验，研究人员在Ag18Cu3Te11Cl3中发现了一种显示出预期效果并且也适用于常温应用的材料。“其他研究小组也在各种材料中发现了这种转换效应，但到目前为止，还没有人能够将其转化为特定的应用，”Nilges解释说。
该研究发表在《先进材料》上。
作为下一步，研究人员计划证明他们的材料可用于通过温度变化来制造晶体管。