Taipuisaa elektroniikkaa arvokkaista materiaaleista

09.10.2018

MIT-joustavia-eksoottisia-ohutpuolijohteita-300-t.jpgMIT:n insinöörit ovat kehittäneet tekniikan valmistaa ultraohuita puolijohtavia kalvoja, jotka on valmistettu useista eksoottisista materiaaleista.

Tutkijat kehittivät taipuisia kalvoja galliumarsenidista, galliumnitridistä ja litiumfluoridista - materiaaleja, joilla on parempi suorituskyky kuin piillä, mutta joista on tähän asti ollut kohtuuttoman kallista tuottaa toiminnallisia laitteita.

Vuonna 2017 Jeehwan Kim ryhmineen kehitti menetelmän kalliiden puolijohdemateriaalien "kopioiden" tuottamiseksi grafeenin avulla. Kun grafeeni sijoitettiin kalliin puolijohdemateriaalin, kuten galliumarsenidikiekkojen päälle ja sen päälle galliumin ja arseenin atomeja, atomit näyttivät toimivan vuorovaikutuksina taustalla olevan atomikerroksen kanssa.

Tämän seurauksena atomit asettuivat pohjalla olevan puolijohdekiekon kuviointiin, muodostaen tarkan kopion, joka voitiin sitten helposti irrottaa grafeenikerroksesta.

Tekniikka, jota he kutsuvat "etäepitaksiaksi", tarjosi kohtuuhintaisen tavan tuottaa useita galliumarsenidilevyjä käyttämällä vain yhtä kallista peruskiekkoa.

Pian sen jälkeen ryhmä innostui kokeilemaan tekniikkansa muilla puolijohdeaineilla. Piillä ja germaniumilla kopiointi ei onnistunut. Syyksi osoittautui, se että ne olivat ionisesti neutraaleja eli niillä ei ole polariteettia.

"Tämä antoi meille vihjeen", Kim kertoo. "Huomasimme, että vuorovaikutusta grafeenin läpi määrittää atomien polaarisuus.

Tutkijat testasivat hypoteesia käyttämällä etäepitaksiaa kopioimaan puolijohteisia materiaaleja eri polaarisuuden asteilla. Havaittiin, että mitä suurempi polaarisuusaste on, sitä voimakkaampi on atomien vuorovaikutus, joissakin tapauksissa jopa useiden grafeenikerrosten läpi.

Kim katsoo, että etäepitaksiaa voidaan nyt käyttää erittäin joustavien kalvojen valmistamiseen monista aikaisemmin eksoottisista, puolijohtavista materiaaleista - niin kauan kuin materiaalit valmistetaan atomeista, joilla on polaarisuusaste.

Tällaiset äärimmäiset kalvot voisi mahdollisesti pinota päällekkäin, tuottamaan pieniä, joustavia, monitoimisia laitteita, kuten puettavia antureita ja joustavia aurinkokennoja.

Aiheesta aiemmin

Grafeeni puolijohdepiirien kopiokoneena

14.12.2018Topologisia ja muita vähällä toimivia transistoreita
13.12.2018Fuori ja sula pii akkujen perustaksi
12.12.2018Ääniaaltoja jäädyttäen
11.12.2018Kolmiulotteista holografiaa videona
10.12.2018Hallita elektroneja alle femtosekunneissa
07.12.2018Kangasvaihtoehto puettavien laitteiden akuille
05.12.2018Uusi rakennepalikka kvanttilaskentaan
04.12.2018Valonsäde 400-kertaa leveämmäksi
03.12.2018Kvanttitaso ja mekaniikka vuorovaikutukseen
01.12.2018Sähköistä lentämistä

Siirry arkistoon »