Znaleziono półprzewodnik, który okazał się znacznie lepszy niż krzem - arsenek boru

Kategorie: 

Źródło: Kadr z Youtube

Fizycy z MIT uważają, że sześcienny arsenek boru jest najlepszym znanym półprzewodnikiem. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Science naukowcy wykazali, że sześcienny arsenek boru rozwiązuje dwa główne problemy w półprzewodnikach krzemowych. Przewodność cieplna tego materiału jest dziesięć razy większa niż krzemu, a arsenek boru wykazuje dużą ruchliwość nie tylko elektronów, ale także dziur.

 

Arsenek boru, jak stwierdzili naukowcy, wykazał wszystkie cechy niezbędne dla dobrego półprzewodnika. We wcześniejszych badaniach wykazali, że arsenek boru ma bardzo dobrą przerwę energetyczną i wysoką przewodność cieplną. W nowej pracy badali ruchliwość elektronów i dziur, quasicząstek o ładunku dodatnim, utworzonych w miejsce elektronu, który przeszedł do sąsiedniego atomu.

 

Wyniki badań wykazały, że ruchliwość zarówno elektronów, jak i dziur w nowym materiale przewyższa ruchliwość krzemu. Naukowcy zauważają, że właściwości elektronowe sześciennego arsenku boru pierwotnie przewidywano na podstawie obliczeń mechaniki kwantowej funkcji gęstości. Eksperyment w pełni potwierdził obliczenia.

„Jest to ważne, ponieważ oczywiście w półprzewodnikach mamy jednakowo ładunki dodatnie i ujemne. Jeśli więc budujesz urządzenie, potrzebujesz materiału, w którym zarówno elektrony, jak i dziury poruszają się z mniejszym oporem” – powiedział Gan Chen, profesor z Massachusetts Institute of Technology, współautor pracy.

Krzem jest jednym z najobficiej występujących pierwiastków na Ziemi, a w swojej najczystszej postaci materiał ten stał się podstawą wielu nowoczesnych technologii, od ogniw słonecznych po chipy komputerowe. Jednak jego właściwości jako półprzewodnika są dalekie od ideału, zauważają autorzy. Chociaż z łatwością przepuszcza elektrony przez swoją strukturę, jest znacznie mniej przystosowany do „dziur”. Ponadto krzem nie przewodzi zbyt dobrze ciepła, co powoduje problemy z przegrzewaniem.

 

Naukowcy zauważają, że nowy materiał może potencjalnie zastąpić krzem, ale najpierw konieczne jest opracowanie tanich metod wysokiej jakości produkcji tego materiału. Ponadto należy ocenić szereg innych właściwości arsenku boru, takich jak jego skuteczność w dłuższej perspektywie.

 

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)
Dodaj komentarz

loading...

Skomentuj