Grafeeni puolijohdepiirien kopiokoneena

MIT:n insinöörien johdolla ja muun muassa LG Electronics R&D Centerin tuella kehittämä uusi tekniikka voi huomattavasti vähentää eksoottisien puolijohdemateriaalien kiekkotason kustannuksia.

Uusi menetelmä käyttää grafeenia eräänlaisena ”kopiokoneena” siirtämään monimutkaisia kiteisiä kuvioita alemmasta puolijohdekiekosta sen päällä olevaan kerrokseen vastaavaa materiaalia.

Insinöörit sijoittivat arkin grafeenia kalliin kiekon päälle ja kasvattivat sen päälle puolijohtavaa materiaalia. Grafeeni on niin ohut, että alla oleva piirikuvioitu kiekko kopioituu pintakerroksen puolijohteeseen.

Grafeeni on myös melko liukas eli sen van der Waals sidokset pystysuuntiin ovat heikkoja, joten insinöörit saattoivat yksinkertaisesti kuoria päällimmäisen valmiin kerroksen helposti irti grafeenilta. Tutkijaryhmän uudella tekniikalla valmistajat voivat ottaa käyttöön piitä tehokkaampia ja kalliimpia puolijohdemateriaaleja aiempaa edullisemmin. Irrotettu puolijohde voidaan siirtää helposti vaikkapa joustaville alustoille.

Tutkijat kokeilivat tekniikkaansa indiumfosfidilla, galliumarsenenidilla ja galliumfosfidilla. Nämä materiaalit ovat 50 - 100 kertaa kalliimpia kuin pii ja kun kyseistä materiaalia ei tarvitse enää käyttää tukikerroksena ovat kustannussäästöt melkoisia.

Jatkossa tutkijat aikovat suunnitella uudelleenkäytettäviä ”äiti kiekkoa” alueisiin, jotka valmistettu eri materiaaleista ja tutkia pinota puolijohteita monimateriaalisiksi rakenteiksi.

Aiheesta aiemmin:

Grafeenin avulla kaksiulotteisia puolijohteita

Läpinäkyvä hopea ja letkeä kulta