Кремний — хороший полупроводниковый материал, потому что он богат и экономичен. Тем не менее, исследователи искали альтернативные материалы, которые могут работать еще лучше для высокопроизводительной электроники. Исследователи из Массачусетского технологического института считают, что могут идентифицировать некоторые из этих альтернатив с новой технологией изготовления сверхтонких полупроводниковых пленок, состоящих из экзотических материалов, отличных от кремния.
Ученые создали гибкие пленки из арсенида галлия, нитрида галлия и фторида лития. Они продемонстрировали лучшие полупроводниковые характеристики, чем кремний, но до сих пор были дорогостоящими с точки зрения производства функциональных устройств, говорится в пресс-релизе MIT.
«Мы открыли путь для создания гибкой электроники с множеством различных материальных систем, отличных от кремния», — сказал Jeehwan Kim, профессор Массачусетского технологического института на факультетах машиностроения и материаловедения и инженерии, которые работали над исследованиями .
Ким и его коллеги считают, что эта техника может быть использована для производства недорогих гибких солнечных элементов и носимых компьютеров и датчиков, которые значительно превосходят существующие устройства, использующие полупроводники на основе кремния — даже «сотовые телефоны, которые придают вашей коже», — сказал он говорится в выпуске MIT.
| Это привело к тому, что атомы, казалось, каким-то образом взаимодействовали с лежащим в основе атомарным слоем, как будто исследователи обнаружили невидимый или прозрачный промежуточный графен. В результате атомы собрались в точный, однокристаллический образец лежащей в основе полупроводниковой пластины, образуя точную копию, которую можно было бы легко отделить от слоя графена. Назвав свою технику «удаленной эпитаксией», исследователи предоставили доступный способ изготовления нескольких пленок арсенида галлия с использованием только одной дорогой базовой пластины. Новые подсказки Как только они достигли этого, команда отправилась посмотреть, могут ли они использовать дистанционную эпитаксию для копирования других полупроводниковых материалов с использованием кремния и германия. Однако, когда исследователи протекали по этим атомам над графеном, атомы не взаимодействовали со своим соответствующим подстилающим слоем, как если бы графен, который был прозрачным, внезапно стал непрозрачным, предотвратив «атомы» кремния и германия от «наблюдения» атомов на другой боковая сторона. Силикон и германий существуют в четвертой группе из периодической таблицы элементов — класса материалов, которые являются ионно-нейтральными. Поэтому исследователи получили «подсказку» о том, почему они выполняли так, как это делали в методе команды, сказал Ким. «Мы обнаружили, что взаимодействие через графен определяется полярностью атомов», — сказал он. «Для сильнейших ионно связанных материалов они взаимодействуют даже через три слоя графена. Это похоже на то, как два магнита могут привлечь даже через тонкий лист бумаги ». Исследователи опубликовали статью о своей работе в журнале Nature . Они протестировали свою гипотезу с использованием материалов различной степени полярности, от нейтрального кремния и германия до слегка поляризованного арсенида галлия и, наконец, высокополяризованного фторида лития — более дорогой, более дорогой полупроводник, чем кремний. ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:
Понимание правил . При создании гибких пленок в наномасштабе исследователи обнаружили, что чем больше степень полярности, тем сильнее взаимодействие атомов, даже в некоторых случаях, через несколько листов графена. «Теперь мы действительно понимаем, что существуют правила взаимодействия атомов через графен», — сказала Ким. Исследователи могут посмотреть на периодическую таблицу и выбрать два элемента противоположного заряда и — как только они приобретут или изготовят основную пластину из одних и тех же элементов — затем они могут применить методы удаленной эпитаксии для изготовления нескольких точных копий оригинала вафли, сказал он. «Люди в основном использовали кремниевые пластины, потому что они дешевые, — сказала Ким. «Теперь наш метод открывает способ использования высокопроизводительных материалов из не кремнезема. Вы можете просто купить одну дорогостоящую пластину и скопировать ее снова и снова, и снова использовать пластину. И теперь материальная библиотека для этой техники полностью расширена ». Элизабет Монталбано — независимый писатель, который писал о технологии и культуре уже 20 лет. Она жила и работала профессиональным журналистом в Фениксе, Сан-Франциско и Нью-Йорке. В свободное время она любит заниматься серфингом, путешествиями, музыкой, йогой и кулинарией. В настоящее время она проживает в деревне на юго-западном побережье Португалии.
|
Загрузка...