8月15日消息，明尼苏达大学双城分校研究团队在《Physical Review Applied》发表研究，首次证明明尼苏达州储量丰富的低品位铁矿石可用于合成半导体级硫化铁（FeS₂，即黄铁矿，俗称“愚人金”），为未来电子器件开辟了一条低成本、可持续的新材料路径。

研究由Chris Leighton教授团队完成，第一作者为研究生Yeon Lee。明尼苏达州是美国最大铁矿石产地，占全国矿石产量75%，年产值超过40亿美元。团队直接从Mesabi铁矿带取矿石样本，通过简单工艺成功合成出半导体级黄铁矿。研究负责人表示，这一结果“出乎研究者意料”。

黄铁矿半导体性能独特：其吸光能力极强，且由铁、硫等储量丰富、无毒、低成本的元素组成，长期以来被视为光伏和电子器件的潜在候选材料。但半导体对杂质和缺陷极其敏感，从天然低纯度矿石直接制备半导体级材料一直是重大挑战，此前无人证明可行。

Leighton指出：“我们意识到黄铁矿完全不像典型半导体，它对杂质表现出极强的耐受性。”这种杂质耐受性正是团队能够跳过高纯度前驱体、直接从铁矿石合成半导体级材料的关键。实验中，团队将矿石样本经简单工艺处理即获得可用的半导体材料，无需复杂提纯流程。

从产业视角看，这项成果的意义在于打通了“本地资源—功能材料”的直接路径：如果低品位铁矿石可直接转化为半导体材料，将大幅降低电子材料的原料成本与提纯能耗，同时减少对进口高纯原料的依赖。对于正在扩张的光伏、传感器和功率电子市场，黄铁矿基器件提供了一条区别于硅基路线的低成本备选方案。下一步团队将研究这种矿石基黄铁矿的实际器件性能。 （来源：Phys.org）