De verrassende kracht van geordende defecten: snellere elektronica met CuIn₅Se₈ in beeldschermen

AmsterdamOnderzoekers aan de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign hebben een innovatieve manier gevonden om de halfgeleidertechnologie te verbeteren. Ze hebben ontdekt dat het gebruik van geordende defecten in een materiaal dat CuIn₅Se₈ heet, de prestaties kan verbeteren. In tegenstelling tot traditionele methoden die hoge temperaturen en vacuümomstandigheden vereisen, maakt deze nieuwe aanpak gebruik van een chemische oplossing bij lagere temperaturen en drukken. Dit maakt het efficiënter en gemakkelijker op te schalen. Deze vooruitgang zou kunnen leiden tot snellere transistors.

Deze nieuwe methode biedt talrijke voordelen:

• Schaalbaarheid: Het oplossingsafzetproces ondersteunt toepassingen op groot formaat, ideaal voor beeldschermen.
• Efficiëntie: Lagere temperaturen en normale drukomstandigheden leiden tot minder energiegebruik en lagere kosten.
• Compatibiliteit: Het proces werkt goed met diverse substraten, wat de toepassingsmogelijkheden vergroot.

De bijzonderheid van deze ontdekking ligt in de manier waarop defecten zijn gerangschikt. Normaal worden defecten als problematisch gezien, maar in dit geval vormen ze voorspelbare patronen. Deze georganiseerde defectparen verbeteren de beweging van elektronen, wat leidt tot uitstekende prestaties. Het CuIn₅Se₈-materiaal functioneert beter dan traditionele materialen die in displays worden gebruikt, wat een belangrijke vooruitgang markeert in de halfgeleidertechnologie.

Het team demonstreerde hun nieuwe methode door een doorzichtig anorganisch LED-display te bouwen met een resolutie van 508 pixels per inch. Het display wordt aangedreven door transistors die een efficiënte ladingsoverdracht mogelijk maken. Met behulp van micro-LED's gemaakt van galliumnitride zou deze methode kunnen leiden tot helderdere displays die minder energie verbruiken.

Lees ook:

Vandaag · 16:20

Genomische sensatie: nieuwe startpunten van genactiviteit ontdekt in duizenden sojagenen

Deze nieuwe ontwikkeling creëert kansen voor meer dan alleen beeldschermen. Hogesnelheidscircuits gemaakt van CuIn₅Se₈ kunnen functioneren op megahertz frequenties, wat nuttig zal zijn voor toekomstige toepassingen in de gezondheidszorg, slimme verpakkingen en het Internet der Dingen. In deze gebieden is er behoefte aan hoogwaardige elektronica die grote oppervlakten kan dekken, en deze technologie biedt een kosteneffectieve en efficiënte oplossing.

Zelfs met de nieuwste verbeteringen blijft het proces afhankelijk van hydrazine, wat milieukundige zorgen oproept. Wetenschappers streven ernaar om veiligere chemicaliën te gebruiken om de technologie milieuvriendelijker en geschikt te maken voor grootschalig gebruik. De overstap naar veiligere stoffen is essentieel om deze nieuwe technologie commercieel toegankelijk te maken.

Dit onderzoek stelt de gebruikelijke opvatting dat defecten slecht zijn ter discussie. Door ze te accepteren en zorgvuldig toe te passen, is er nu een nieuwe methode om halfgeleiders te ontwikkelen. Dit kan leiden tot eenvoudigere, efficiënte en flexibele oplossingen voor toekomstige elektronische apparaten. Deze vooruitgang is veelbelovend voor de groei van printbare elektronica.