Lähes ideaalinen diodi

On ehkä jo lupa toivoa, että grafeenista olisi jotain konkreettista hyötyä elektroniikka-alalle.

Korealaisen UNIST yliopiston tutkijaryhmä on luonut tekniikkaa, joka parantaa merkittävästi Schottky-diodien suorituskykyä.

Tutkimushavainto on herättänyt runsaasti huomiota tiedeyhteisössä selvittämällä metallin ja puolijohteen rajapintaan liittyvän ongelman, joka on ollut ratkaisematta lähes 50 vuotta.

Työssään tutkijat loivat uudenlaisen diodin, jossa grafeeni lisättiin metallin ja puolijohteen väliseen kerrokseen. Tämä uuden tekniikan odotetaan merkittävästi edistävän pitkän aikavälin ongelman ratkaisua puolijohdeteollisuudessa.

Schottky-diodi on yksi vanhimmista elektroniikan puolijohdekomponenteista. Se muodostuu puolijohteen ja metallin liitoksesta. Tähän asti on ollut mahdotonta tuottaa ihanteellinen diodi, koska satunnaisista atomien sekoittumisista pitkin kahden materiaalin välistä rajapintaa johtuen vuotovirta kasvaa nopeasti.

Tutkimustyössä professori Kibog Park ratkaisi ongelman laittamalla grafeenikerroksen metallin ja puolijohteen väliin. Tulokset osoittivat, että yksikerroksisen grafeenin lisäyksellä sekoittuvien atomien ilmiö lähes häviää ja toiminnalliset ominaisuudet sopivat hyvin teoreettisiin ennusteisiin.

"Hiiliatomien välisellä tilalla, joka muodostuu grafeenin kerroksesta, on suuri kvanttimekaaninen elektronitiheys eikä atomit siten voi kulkea sen läpi", toteaa professori Park. "Siksi lisäämällä grafeenikerroksen metallin ja puolijohteen väliin, on mahdollista voittaa väistämätön atomien diffuusion ongelma."