Wiadomości
Nowy, przełomowy półprzewodnik. Jest przezroczysty i oparty na perowskicie
Autor. Maxence Pira/Unsplash
Nowy materiał półprzewodnikowy może znaleźć zastosowanie w kolejnych generacjach urządzeń elektronicznych, a przy tym jest przezroczysty dla światła widzialnego oraz ultrafioletu - informuje pismo „Science Advances”.
Wraz z pojawianiem się nowych technologii rośnie również zapotrzebowanie na półprzewodniki o lepszych parametrach. Półprzewodniki znajdują zastosowanie w niemal wszystkich urządzeniach elektronicznych, od smartfonów po sprzęt medyczny. Dalszy rozwój technologii elektronicznych zależy od udoskonalenia tego, co naukowcy nazywają materiałami „ultra-wide band gap”. Materiały te mogą wydajnie przewodzić prąd nawet w wysokich temperaturach, a wykonane z nich elementy półprzewodnikowe są trwalsze.
Naukowcy z University of Minnesota (USA) opracowali nowy materiał oparty na perowskicie SrSnO3, który będzie miał kluczowe znaczenie dla kolejnej generacji elektroniki dużej mocy, szybszej i wydajniejszej. Ten sztucznie zaprojektowany materiał, będący przezroczystym tlenkiem cyny i strontu pozwala elektronom poruszać się szybciej, pozostając jednocześnie przezroczystym dla światła widzialnego i ultrafioletowego.
„To przełomowe odkrycie zmienia zasady gry dla przezroczystych materiałów przewodzących, umożliwiając nam przezwyciężenie ograniczeń, które od lat powstrzymywały działanie urządzeń w głębokim ultrafiolecie” — powiedział Bharat Jalan, profesor na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Materiałoznawstwa University of Minnesota.
Jak wyjaśnił Jalan, nowa praca nie tylko demonstruje bezprecedensowe połączenie przejrzystości i przewodności w widmie głębokiego ultrafioletu, ale także otwiera drogę innowacjom w urządzeniach dużej mocy i optoelektronicznych, które mogą działać w najbardziej wymagających środowiskach.
Jak wskazali pierwsi współautorzy badania - Fengdeng Liu i Zhifei Yang, doktoranci inżynierii chemicznej i materiałoznawstwa pracujący w laboratorium Jalana, „właściwości materiału są niemal zbyt doskonałe, aby w nie uwierzyć w przypadku wybranych zastosowań elektronicznych”. Dzięki licznym eksperymentom udało się wyeliminować wady materiału i poprawić jego parametry.
„Dzięki szczegółowej mikroskopii elektronowej zobaczyliśmy, że ten materiał jest czysty i nie ma widocznych defektów, co pokazuje, że perowskity na bazie tlenków mogą być półprzewodnikami, jeśli defekty są kontrolowane” — powiedział Andre Mkhoyan, starszy autor artykułu.