5 آوریل 2021توسط FLEET
مطالعه جدیدی که منتشر شده می تواند راه را برای دنیای الکترونیک ، انقلابی و شفاف هموار کند. چنین دستگاه هایی با قابلیت ریت می توانند به طور بالقوه در شیشه ، نمایشگرهای انعطاف پذیر و لنزهای تماسی هوشمند ادغام شوند و دستگاه های آینده نگرانه را که به نظر می رسد محصول داستان علمی هستند ، زنده کنند.
برای چندین دهه ، محققان به دنبال کلاس جدیدی از الکترونیک برپایه اکسیدهای نیمه رسانا بوده اند که شفافیت نوری آنها می تواند این الکترونیک کاملاً شفاف را کاربردی سازد.
دستگاه های مبتنی بر اکسید همچنین می توانند در الکترونیک قدرت و فن آوری ارتباطات استفاده شده و باعث کاهش اثر کربن در شبکه های تولیدی ما شوند.
اکنون یک تیم تحت هدایت RMIT اولترای نازک بتا تلوریت را به خانواده مواد نیمه هادی دو بعدی (2D) معرفی کرده است ، و پاسخی برای این جستجوی چند دهه ای اکسید نوع p با تحرک بالا ارائه می دهد.
دکتر توربن دانکه ، رهبر تیم ، که همکاری را در سه گره FLEET هدایت می کند ، می گوید: “این اکسید نوع P با تحرک بالا ، شکاف اساسی در طیف مواد را پر می کند تا مدارهای سریع و شفاف را فعال کند.”
از دیگر مزایای اصلی نیمه هادی های مبتنی بر اکسید که مدتهاست به دنبال آن می گردند ، پایداری آنها در هوا ، نیازهای خلوص با سختی کمتر ، هزینه کم و شکل گیری آسان است.
توربن می گوید: در تحقیق ما ، حلقه گمشده یافتن رویكرد درست ، مثبت بود.
دو ماده نیمه رسانا وجود دارد. مواد نوع N دارای الکترونهای با بار منفی فراوان هستند ، در حالی که نیمه هادیهای نوع P دارای فضای دارای بار مثبت زیادی هستند.این انباشته شدن مواد مکمل نوع n و p است که به دستگاههای الکترونیکی مانند دیودها ، یکسوسازها و مدارهای منطقی اجازه کاربرد می دهد.زندگی مدرن کاملاً متکی به این مواد است زیرا مواد سازنده هر رایانه و گوشی هوشمند است.
مانع برای کاربرد دستگاه های مبتنی بر اکسید این بوده است که در حالی که بسیاری از اکسیدهای نوع n با عملکرد بالا شناخته شده اند ، اما کمبود قابل توجهی از اکسیدهای نوع p با کیفیت بالا وجود دارد.
با این حال ، در سال 2018 ، یک مطالعه محاسباتی نشان داد که بتا تلوریت (β-TeO2) می تواند یک کاندید جذاب اکسید نوع p باشد ، با جایگاه خاص تلوریم در جدول تناوبی به این معنی که می تواند هم به عنوان یک فلز و هم غیر فلز رفتار کند ، تهیه اکسید آن با خواص منحصر به فرد و مفید است.
دکتر توربن می گوید: “این پیش بینی گروه ما را در دانشگاه RMIT ترغیب کرد تا خصوصیات و کاربردهای آن را کشف کند.”
تیم دکتر دانکه با جداسازی بتا تلوریت با استفاده از یک روش سنتز خاص که متکی به شیمی فلزات مایع است ، جداسازی را نشان دادند.
نویسنده همکار Patjaree Aukarasereenont توضیح می دهد: “مخلوط مذاب تلوریم (Te) و سلنیوم (Se) تهیه شده و اجازه داده می شود تا روی سطح غلتانیده شود.”
“به لطف اکسیژن موجود در هوای محیط ، قطره مذاب به طور طبیعی یک لایه اکسید سطحی نازک از بتا تلوریت را تشکیل می دهد. همانطور که قطره مایع روی سطح غلت می خورد ، این لایه اکسید به آن می چسبد و ورقه های اکسید نازک اتمی را در سر راه خود قرار می دهد. “
خانم Aukarasereenont ، که یک دانشجوی دکترای FLEET است ، توضیح می دهد: “روند کار مانند نقاشی است: شما از یک میله شیشه ای به عنوان قلم استفاده می کنید و فلز مایع جوهر شما است.”
در حالی که فاز β مطلوب تلوریت زیر 300 درجه سانتیگراد رشد می کند ، تلوریم خالص دارای نقطه ذوب بالای 500 درجه سانتیگراد است. بنابراین ، سلنیوم برای طراحی آلیاژی که نقطه ذوب کمتری دارد ، اضافه شده و سنتز را ممکن می سازد.
دکتر علی ضوابتی یکی از اعضای گروه گفت: “این یافته ها خلا cruc مهمی را در کتابخانه مواد الکترونیکی برطرف می کند.” “این ورقهای فوق نازک به دست آمده فقط 1.5 نانومتر ضخامت دارند – فقط مربوط به تعداد کمی از اتمها است. این ماده در طیف مرئی بسیار شفاف بود و دارای باند 3.7 eV است که به این معنی است که آنها در اصل برای چشم انسان قابل مشاهده نیستند”
