Полупроводниковый прогресс может дать жизнь недорогим, гибким электронным устройствам

Выше приведены отражение высокоэнергетических дифракционных (RHEED) изображений (RHEED).Два лучших изображения показывают германия, в то время как нижние изображения показывают поверхность арсенида галлия.Кредит: Научные отчеты (2024).Doi: 10.1038/s41598-024-59686-0

Аппетит общественности к недорогим и мощным электронным устройствам продолжает расти.В то время как полупроводники на основе кремния стали ключом к удовлетворению этого спроса, превосходной альтернативой может быть широкополосные полупроводники.Эти материалы, которые работают при более высоких температурах и обрабатывают повышенные мощные нагрузки, к сожалению, очень дороги.

Инновация, описанная в исследовании, опубликованном 2 мая в научных отчетах, может помочь изменить это.Работы возглавляли исследователи в университете в Буффало, штат Техасский университет и Tapesolar Inc.

Исследование сосредоточено на методике изготовления, называемой эпитаксиальным осаждением, которое включает в себя точное размещение молекул поверх кристаллического субстрата, чтобы они идеально соответствовали.

В обычных полупроводниках машины осаждают тонкие пленки арсенида галлиевого арсенида на подложках арсенида в однокристалле.(Эти однокристаллические арсенидные пленки галлий обладают уникальными физическими и электрическими свойствами, которые идеально подходят для изготовления высокопроизводительных полупроводниковых устройств, используемых в солнечных батареях и многих других электронных устройствах.)

Помимо того, что они дороги, субстраты арсенида галлия доступны только в небольших размерах и являются жесткими - это значит, что они не могут соответствовать изогнутым поверхностям.Альтернативные методы изготовления, такие как эпитаксиальное подъемное отключение и прямая пластина, являются многообещающими, но все же должны быть успешными.

В новом исследовании исследователи использовали эпитаксиальное осаждение.Однако вместо монокристаллических субстратов они использовали мокристаллический германский субстрат, который является гибким и может быть изготовлена с использованием производства рулона.Этот процесс, который был в пользу печати, является экономически эффективным и эффективным.

В 2022 году та же команда сообщила о создании мокристаллических субстратов германия в PNAS Nexus.

Исследователи проанализировали новый полупроводник арсенида галлия посредством рентгеновской дифракции, электронной микроскопии и фотолюминесценции.

«Эти мокристаллические пленки арсенида галлия могут быть полезны во многих приложениях, где интересны большие области, гибкость, легкий вес и высокая производительность»,-говорит соответствующий автор исследования Амит Гойал, доктор философии, SUNY отличительный профессори профессор инноваций в инновациях SUNY в Департаменте химической и биологической инженерии в Школе инженерных и прикладных наук UB.

Больше информации: Gokul Radhakrishnan et al., Гетероэпитаксиальные тонкие пленки GaAs на гибких, больших, похожих на каристаллических субстратах для широкомасштабных оптоэлектронных применений, научные отчеты (2024).Doi: 10.1038/s41598-024-59686-0