Naujos medžiagos pažanga gali būti raktas į revoliucinę, skaidrią elektroniką

Autorius:

Optinis naujų medžiagų skaidrumas gali suteikti futuristinę, lanksčią ir skaidrią elektroniką. Paskola: RMIT universitetas

Medžiagų spektro spragų užpildymas

Naujas šią savaitę paskelbtas tyrimas gali atverti kelią naujos kartos skaidriai elektronikai.

Tokie skaidrūs prietaisai gali būti integruoti į stiklinius, lanksčius ekranus ir išmaniuosius kontaktinius lęšius, atgaivinantys futuristinius prietaisus, kurie atrodo kaip mokslinė fantastika.

Dešimtmečius tyrinėtojai ieškojo naujos elektronikos klasės, pagrįstos puslaidininkių oksidais, kurių optinis skaidrumas gali įgalinti šią visiškai skaidrią elektroniką.

Oksido pagrindu pagaminti prietaisai taip pat galėtų būti naudojami energetikos elektronikos և ryšių technologijose, siekiant sumažinti mūsų inžinerinių tinklų anglies pėdsaką.

RMIT vadovaujama komanda dabar į 2D puslaidininkinių medžiagų šeimą įtraukė ultragarsinį beta-teluritą, reaguodama į dešimtmečius trukusias didelio judrumo oksido paieškas.

„Šis naujas didelio judrumo oksidas užpildo spragą medžiagų spektre, kad būtų užtikrintos greitos ir skaidrios grandinės“, – sakė dr. Torbenas Daeneke, komandos vadovas, bendradarbiavęs trijuose „FLEET“ mazguose.

Kiti pagrindiniai ilgalaikių oksido pagrindu pagamintų puslaidininkių privalumai yra jų stabilumas ore, mažiau reikalaujantys švaros reikalavimai, mažesnės išlaidos ir lengvas nusėdimas.

„Mūsų trūkstama grandis buvo rasti teisingą„ teigiamą “požiūrį“, – sako Torbenas.

Pozityvumas sumažėjo

Yra dviejų tipų puslaidininkinės medžiagos. N tipo medžiagose yra daug neigiamai įkrautų elektronų, o P tipo puslaidininkiuose yra labai teigiamai įkrautų skylių.

Tai yra papildomų և p tipo medžiagų sujungimas, leidžiantis naudoti elektroninius prietaisus, tokius kaip diodai, lygintuvai, loginės grandinės.

Išlydytų metalų medžiagų kaupimas

Išlydytas telūro ենի seleno mišinys nurieda į paviršių ir suformuoja ploną atominį beta telurito lakštą. Paskola:

Gyvenimas labai priklauso nuo šių medžiagų, nes jos yra neatsiejama kiekvieno kompiuterio dalis: išmanusis telefonas.

Oksido įtaisų kliūtis yra ta, kad nors yra žinomi aukštos kokybės n tipo oksidai, labai trūksta aukštos kokybės p tipo oksidų.

Teorija skatina veikti

Tačiau 2018 m. Kompiuterinis tyrimas parodė, kad beta-teluritas (β-TeO2) gali būti patrauklus kandidatas į p tipo oksidą, turėdamas unikalią tellūro vietą periodinėje lentelėje, o tai reiškia, kad jis gali elgtis kaip metalas. Nemetalo oksidas, turintis unikalių naudingų savybių.

„Ši prognozė paskatino mūsų komandą RMIT universitete ištirti jos savybes ir pritaikymą“, – sakė dr. Torbenas Daeneke, FLEET asocijuotas tyrėjas.

Skystas metalas – būdas tirti 2D medžiagas

Dr. Daeneke komanda pademonstravo beta-tellurito išskyrimą, naudodama specialiai sukurtą sintezės metodiką, paremtą skystųjų metalų chemija.

„Ištirpinkite telūro (Te) և seleno (Se) mišinį, kad jis galėtų nuriedėti į paviršių“, – aiškina bendraautorius Patjaree Aukarasereenont.

„Dėl deguonies aplinkiniame ore išlydytas lašelis natūraliai suformuoja ploną beta-telurito paviršiaus oksido sluoksnį. “Kai skysčio lašas nurieda į paviršių, šis oksido sluoksnis lieka ant jo, nusėdęs savo kelyje plono atominio oksido lakštais.”

„Procesas yra tarsi tapyba. Jūs naudojate stiklinę lazdelę kaip rašiklį, o skystas metalas yra jūsų rašalas “, – paaiškina ponia Aucaraserainont,„ RMIT FLEET “absolventė.

Ali av avetin, Patjar Ajarasereinon և Torben Daeneke

Iš kairės: RMIT komanda: Ali av avabeti, Patjar Aucarasereont ir Torben Daeneke su skaidria elektronika. Paskola:

Nors norima telurito β-fazė pakyla žemiau 300 ° C, gryno telūro aukšta lydymosi temperatūra viršija 500 ° C. Tada buvo pridėta seleno: an mišinys kurio lydymosi temperatūra yra žemesnė, leidžianti sintezuoti.

„Itin ploni lakštai, kuriuos gauname, yra tik 1,5 nanometro storio, jie atitinka tik kelis atomus. Medžiaga matomame spektre buvo labai skaidri, ji turėjo 3,7 eV juostą, o tai reiškia, kad jos iš esmės nematoma žmogaus akiai “, – aiškina bendraautorius daktaras Ali Av Avabeti.

Beta-telurito vertinimas. Iki 100 kartų greičiau

Apdorotų medžiagų elektroninėms savybėms įvertinti buvo sukurti lauko tranzistoriai (FET).

Šie prietaisai parodė tipinius p tipo poslinkius, taip pat didelių skylių judrumą (maždaug 140 cm 2 V-1s-1), o tai rodo, kad beta-teluritas yra dešimt-šimtą kartų greitesnis už esamus P tipo oksido puslaidininkius. Puikus įjungimo / išjungimo santykis (virš 106) taip pat rodo, kad medžiaga yra tinkama energiją taupantiems ir greitiems įrenginiams “, – sakė ponia Patjari Aucarasereont.

„Rezultatai mažina elektroninės medžiagos bibliotekos spragą“, – sakė dr. Ali av avabeti.

“Turėdami savo žinioje greitą, skaidrų P tipo puslaidininkį, galite pakeisti permatomą elektroniką, tuo pačiu įgalindami geresnius ekranus ir patobulintus energijos taupymo įrenginius.”

Komanda planuoja toliau tirti šio naujo puslaidininkio galimybes. „Mūsų tolesni šios įdomios medžiagos tyrimai atskleis esamos, naujos kartos buitinės elektronikos integraciją“, – sako daktaras Torbenas Daeneke.

Nuoroda. „Didelio judrumo puslaidininkių dvimatis β-TeO2“ 2021 m. Balandžio 5 d Gamtos elektronika,
DOI: 10.1038 / s41928-021-00561-5:

Tyrėjai iš RMIT, ANU և UNSW FLEET bendradarbiavo su kolegomis iš Deakino universiteto Melburno universiteto. FLEET Matthiasas Wurdackas (ANU) eksperimentavo su 2D nanopluošto transmisijomis, o Kuroshas Kalantarzade’as (UNSW) padėjo analizuoti medžiagos և prietaiso charakteristikas.

Šį projektą parėmė Australijos mokslinių tyrimų taryba (Kompetencijos centras EC DECRA programos), autoriai gavo paramą iš RMIT universiteto Mikroanalizės instituto (RMMF), RMIT universiteto Mikroano tyrimų instituto (MNRF) և McKenzie antrosios pakopos studijų programos iš Melburno universiteto.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Netikėti pterozaurai lengvai galėjo skristi

Nuotraukoje pavaizduota Pterodaustro guinazui banda. Autorius: dr. Markas Wittonas Naujai suformuoti pterozaurai galėjo skristi, tačiau jų skraidymo įgūdžiai galėjo skirtis nuo suaugusiųjų pterozaurų. Pterozaurai -...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.