Иновация

Старият материал може да замени силиция в полупроводниците

Старият материал може да замени силиция в полупроводниците

Първите транзистори са направени от германий в края 1940и те бяха с размер на миниатюра. Същото вещество може да бъде пренаредено за напредък в бъдещата електроника, според ново проучване.

[Източник на изображението: Уикимедия]

Химици в Държавен университет в Охайо постигна успех в разработването на технология за създаване на слой с дебелина един атом германий. Тази форма е в състояние да провежда електрони повече от 10 пъти по-бързо от силиция и 5 пъти по-бързо от конвенционалното германий. В тази форма се нарича кристалният материал германан.

Джошуа Голдбъргер, асистент по химия в Държавен университет в Охайо, реши да се съсредоточи върху традиционния материал.

„Повечето хора се сещат графен като електронен материал на бъдещето. Но силиций и германий все още са материалите на настоящето. Мозъчната сила на стойност шестдесет години е вложена в разработването на техники за правене на чипове от тях. Така че търсихме уникални форми на силиций и германий с изгодни свойства, за да се възползвате от новия материал, но с по-ниски разходи и използване на съществуваща технология. "Голдбъргер казах.

Изследователите са се опитали неуспешно да създадат германан преди. Това е първият път на успешен растеж на достатъчно количество от него, за да се измерват подробно неговите свойства и да се демонстрира стабилност при излагане на въздух и вода.

В природата, германий образува многослойни кристали, в които всеки атомен слой е свързан заедно, едноатомният слой е нестабилен. За да се справите с това, ГолдбъргерЕкипът на създаде многопластови германий кристали с калциеви атоми, вклинени между слоевете. След това разтвориха калция с вода и замениха калция с водород. Резултатът е способността да се отлепят отделни слоеве от германан.

Тази форма на германий има по-добра стабилност от традиционната силиций и няма да се окисли във вода и въздух. Основното предимство на германан е т.нар.директна лентова разлика”, Което означава, че светлината лесно се абсорбира или излъчва. Конвенционални силиций и германий имат косвени ивици, което означава, че е много по-трудно материалът да абсорбира или излъчва светлина.

„Когато се опитвате да използвате материал с непряка ивица на слънчева клетка, трябва да го направите доста дебел, ако искате достатъчно енергия да премине през него, за да бъде полезен. Материал с a директна лентова разлика може да свърши същата работа с парче материал 100 в пъти по-тънки, " Голдбъргер казах.

Изследването беше подкрепено частично чрез разпределение на изчислителното време от Център за суперкомпютри в Охайо, с инструментариум, предоставен от Аналитично повърхностно съоръжение в Катедра по химия и биохимия и Бакалавърска програма за инструментален анализ на Университета на Охайо. Финансирането беше осигурено от Национална научна фондация, Служба за армейски изследвания, Център за възникващи материали в Щат Охайои университета Програма за грантове за изследване на материали.


Гледай видеото: Квантовый переход 2020-2021. Уникальный шанс человечества! (Юни 2021).