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

19.10.2018Tekoälyä MEMS-piireihin
18.10.2018Taajuuskampa, laser ja resonaattori samalle piirille
17.10.2018Valon ja aineen vuorovaikutuksia kaksiulotteisissa
16.10.2018Erittäin ohuita antenneja
15.10.2018Valolla ohjattavia moottoreita ja roottoreita
12.10.2018Tarkempaa kasvihuonekaasujen analyysiä
11.10.2018Tehokkaampaa salaustekniikkaa
10.10.2018Uusi konsepti polttokennoille
09.10.2018Taipuisaa elektroniikkaa arvokkaista materiaaleista
08.10.2018Mikroelektroniikan ja biologisten rajan ylittäen

Siirry arkistoon »