Lämmöllä kykeytyvä diodisuus09.11.2022 Tähän asti diodi on täytynyt valmistaa kahdesta eri materiaaliseoksesta, joilla oli erilaiset ominaisuudet. Münchenin teknisen yliopiston (TUM) tutkimusryhmä on nyt löytänyt materiaalin, jonka avulla on mahdollista luoda diodi yksinkertaisella lämpötilan muutoksella. "Olemme nyt löytäneet materiaalin, jonka voimme saada n-johtaviksi tai p-johtaviksi yksinkertaisesti muuttamalla lämpötilaa", sanoo Tom Nilges, innovatiivisten materiaalien synteesin ja karakterisoinnin professori TUM:sta. Tutkijat ovat pystyneet osoittamaan, että vain muutaman asteen lämpötilan muutos riittää saamaan aikaan tämän vaikutuksen – ja että materiaaliin voidaan luoda toimiva diodi lämpötilagradientilla. ”Kun materiaali on huoneenlämpöistä, meillä on täysin normaali p-johdin. Jos käytämme sitten lämpötilagradienttia, voimme samanaikaisesti synnyttää n-johtimen lämmitetyille alueille”, kertoo Nilges. Tärkeä näkökohta sovelluksissa: efekti toimii huonelämpötilan alueilla. "Diodin synnyttämiseen riittää vain muutaman asteen paikallinen lämpötilan nousu – meidän tapauksessamme 22- Nilgesille dopingin tarpeen poistaminen ei ole ainoa etu: ”Jokainen valmistettu diodi on se mitä tehtaalla on tehty. Meidän materiaalimme kanssa näin ei ole: lämpötilan gradientin myötä myös diodi katoaa. Jos sitä tarvitaan uudelleen, riittää lämpötilagradientin luominen. Jos ajattelemme diodien sovelluksia, esimerkiksi aurinkokennoissa tai kaikenlaisissa elektronisissa komponenteissa, tämän keksinnön mahdollisuudet käyvät ilmi. Tämän materiaalin etsintään sisältyi 12 vuoden työ, joka on nyt huipentunut siihen, että tiimi löysi metallikalkogenidihalogenidin Ag18Cu3Te11Cl3. Se koostuu alkuaineista hopea, kupari, telluuri ja kloori. Tutkijat törmäsivät tähän yhdisteluokkaan tutkiessaan lämpösähköisiä materiaaleja. Yhdessä heidän tutkimassaan materiaalissa oli pn-kytkentävaikutus. Tämä havaittiin kuitenkin vain noin 100 °C:n lämpötila-alueella, mikä ei sovellu käytännön sovelluksiin. Laajan analyysin ja kokeilun jälkeen tutkijat löysivät Ag18Cu3Te11Cl3:sta materiaalin, jolla on haluttu vaikutus ja joka soveltuu käytettäväksi myös normaaleissa lämpötiloissa. "Myös muut tutkimusryhmät ovat havainneet tämän kytkentävaikutuksen eri materiaaleista, mutta kukaan ei ole toistaiseksi onnistunut muuttamaan sitä tietyksi sovellukseksi", Nilges selittää. Seuraavana askeleena tutkijat aikovat osoittaa, että heidän materiaaliaan voidaan käyttää transistorien luomiseen lämpötilan muutoksilla. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.