Przełom w elektronice: korzyści uporządkowanych defektów w półprzewodnikach z roztworu chemicznego

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign odkryli nowy sposób na ulepszenie technologii półprzewodników. Ustalili, że strategiczne wprowadzenie defektów w materiale zwanym CuIn₅Se₈ może zwiększyć jego wydajność. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod wymagających wysokich temperatur i warunków próżniowych, to nowe podejście wykorzystuje roztwór chemiczny w niższych temperaturach i ciśnieniu, co czyni je bardziej efektywnym i łatwiejszym do zastosowania na większą skalę. Ten postęp może prowadzić do szybszych tranzystorów.

Ta metoda przynosi wiele korzyści.

• Skalowalność: Proces osadzania roztworu umożliwia zastosowanie na dużych powierzchniach, co jest idealne dla ekranów.
• Wydajność: Niższe temperatury i ciśnienia otoczenia zmniejszają zużycie energii i koszty.
• Kompatybilność: Proces jest zgodny z różnorodnymi podłożami, co poszerza możliwości zastosowania.

Odkrycie to wyróżnia się sposobem, w jaki układają się defekty. Zazwyczaj defekty są traktowane jako problem, ale w tym przypadku tworzą przewidywalne wzory. Takie uporządkowane pary defektów zwiększają ruch elektronów, co przekłada się na wysoką wydajność. Materiał CuIn₅Se₈ przewyższa tradycyjne materiały stosowane w wyświetlaczach, oznaczając ważny postęp w technologii półprzewodników.

Zespół przedstawił swoją nową metodę, budując przezroczysty, nieorganiczny wyświetlacz LED o gęstości 508 pikseli na cal. Wyświetlacz zasilają tranzystory umożliwiające efektywne przemieszczanie ładunku. Używając mikro-LED-ów wykonanych z azotku galu, ta technologia może prowadzić do powstania ekranów, które będą jaśniejsze i oszczędniejsze energetycznie.

Zobacz również:

Dzisiaj · 18:31

Odkrycia JWST: teoria formowania się galaktyk wymaga nowego spojrzenia na ciemną materię

Nowe osiągnięcia technologiczne otwierają drzwi do wielu zastosowań wykraczających poza tradycyjne wyświetlacze. Superszybkie obwody zbudowane z CuIn₅Se₈ mogą działać przy częstotliwościach megahercowych, co znajdzie zastosowanie w przyszłości w dziedzinie opieki zdrowotnej, inteligentnych opakowań oraz Internetu Rzeczy. Te sektory wymagają zaawansowanej elektroniki obejmującej duże obszary, a ta technologia oferuje to w sposób przyjazny dla kieszeni i efektywny.

Pomimo najnowszych usprawnień, proces wciąż opiera się na wykorzystaniu hydrazyny, co budzi obawy ekologiczne. Naukowcy pragną stosować bezpieczniejsze substancje, by technologia była przyjazna dla środowiska i odpowiednia do masowego wykorzystania. Przejście na mniej szkodliwe substancje będzie kluczowe dla komercjalizacji tej innowacji.

Badania te podważają powszechne przekonanie, że wady są niekorzystne. Dzięki ich akceptacji i umiejętnemu wykorzystaniu odkryto nową metodę wytwarzania półprzewodników. Może to prowadzić do łatwiejszych, bardziej wydajnych i elastycznych rozwiązań dla przyszłych urządzeń elektronicznych. Ten postęp jest obiecujący dla rozwoju elektroniki drukowanej.