Desvendando eletrônicos avançados: a inovação de defeitos organizados em semicondutores de solução

São PauloPesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign descobriram uma nova maneira de aprimorar a tecnologia de semicondutores. Eles perceberam que o uso de defeitos organizados em um material chamado CuIn₅Se₈ pode melhorar seu desempenho. Ao contrário dos métodos tradicionais que exigem altas temperaturas e condições de vácuo, essa abordagem inovadora utiliza uma solução química em temperaturas e pressões mais baixas, tornando o processo mais eficiente e fácil de escalar. Esse avanço pode resultar em transistores mais rápidos.

Este novo método possui várias vantagens:

• Escalabilidade: O processo de deposição de soluções permite aplicações em grandes áreas, tornando-se ideal para telas.
• Eficiência: A utilização de temperaturas mais baixas e pressões ambientes diminui o consumo de energia e os custos.
• Compatibilidade: O processo é compatível com diversos tipos de substratos, ampliando as possíveis aplicações.

A característica especial dessa descoberta é a forma como os defeitos estão dispostos. Geralmente, defeitos são vistos como um problema, mas nesta situação, eles se organizam em padrões que podem ser previstos. Esses pares de defeitos organizados ajudam a aumentar o movimento dos elétrons, resultando em alto desempenho. O material CuIn₅Se₈ funciona melhor do que materiais tradicionais usados em displays, representando um passo importante no avanço da tecnologia de semicondutores.

A equipe demonstrou seu novo método ao construir uma tela LED inorgânica transparente com 508 pixels por polegada. A tela é alimentada por transistores que permitem um movimento eficiente de carga. Utilizando micro-LEDs feitos de nitreto de gálio, esse método pode resultar em displays mais brilhantes e com menor consumo de energia.

Novo Avanço em Eletrônica de Alta Velocidade

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Este novo avanço abre possibilidades para além de apenas displays. Circuitos de alta velocidade feitos de CuIn₅Se₈ podem operar em frequências de megahertz, o que será útil para aplicações futuras em saúde, embalagens inteligentes e Internet das Coisas. Essas áreas exigem eletrônicos de alto desempenho que cubram grandes áreas, e essa tecnologia pode proporcionar isso de maneira acessível e eficiente.

Mudanças nos Produtos Químicos Tornam a Tecnologia Mais Sustentável

Apesar das melhorias recentes, o processo ainda depende de hidrazina, o que representa um risco ambiental. Os cientistas estão buscando substituir por produtos químicos mais seguros para tornar a tecnologia mais sustentável e viável em larga escala. A adoção de alternativas menos nocivas será crucial para viabilizar o uso comercial dessa nova tecnologia.

Esta pesquisa desafia a crença comum de que defeitos são ruins. Ao aceitá-los e usá-los cuidadosamente, surge uma nova abordagem para o desenvolvimento de semicondutores. Isso pode facilitar e tornar mais eficientes e flexíveis as soluções para dispositivos eletrônicos futuros. Esse avanço é muito promissor para o crescimento da eletrônica impressa.