Nový průhledný a účinný polovodič otevírá cestu k pokročilým aplikacím ve výkonných elektronických zařízeních.
Tým vědců z Minnesotské univerzity vyvinul nový, téměř neviditelný a vysoce účinný polovodičový materiál. Tento průlomový objev by mohl výrazně zlepšit účinnost vysoce výkonných elektronických zařízení, zejména těch, která vyžadují průhlednost, jako jsou lasery a další optoelektronická zařízení.
Jak uvádí časopis Interesting Engineering, materiál umožňuje elektronům pohybovat se vysokou rychlostí bez ztráty průhlednosti pro viditelné a ultrafialové světlo. To je u polovodičů vzácná vlastnost, protože normálně jsou vodivé materiály neprůhledné. Samotný průlom je docela působivý.
Skok vpřed pro vysoce výkonná elektronická zařízení
Nový polovodič je založen na průhledných vodivých oxidech s velmi tenkou vrstevnatou strukturou, čímž je dosaženo rovnováhy mezi průhledností a vodivostí. Klíčem k tomuto průlomu je vytvoření materiálu s „ultraširokou pásmovou mezerou“, která mu umožňuje zachovat si schopnost vést elektrický proud za extrémních podmínek, jako jsou vysoké teploty, a to se zvýšenou účinností.
Tato kombinace průhlednosti a vysoké vodivosti otevírá dveře novým aplikacím v zařízeních, která potřebují optickou průhlednost a elektronický výkon. Tyto vlastnosti bylo obtížné zkombinovat v jediném materiálu a tato inovace by mohla mít význam v oblastech, jako jsou kvantové počítače, mobilní zařízení a technologie umělé inteligence.
Tým Minnesotské univerzity pod vedením Dr. Bharata Jalana prokázal, že jejich tenkovrstvá konstrukce neobsahuje závažné defekty, což je klíčový úspěch ve vývoji polovodičů na bázi perovskitových oxidů (materiálů se zvláštní krystalickou strukturou, které jsou zároveň dobrými vodiči elektřiny, průhledné a odolávají vysokým teplotám).
Analýza elektronovým mikroskopem potvrdila, že materiál má čistou a stabilní strukturu, což zvyšuje jeho potenciál pro použití ve vysoce výkonných zařízeních, jako jsou lasery a komunikační technologie s hlubokým ultrafialovým zářením, které vyžadují vysokou teplotní odolnost a mimořádnou spolehlivost.
Polovodiče jsou budoucnost
Tento vývoj se přidává k dalším nedávným pokrokům v oblasti polovodičů, kde výzkumníci usilují o nové materiály a struktury. Například první grafenový polovodič je již na světě a slibuje zmírnění problémů se zásobováním. Mezi tyto pokroky patří také hydrogelové polovodiče, které mohou změnit způsob, jakým komunikujeme s technologií.
Na rozdíl od jiných materiálů je tento polovodič schopen kombinovat vlastnosti průhlednosti s vysokou pohyblivostí elektronů, což bylo dosud výzvou. Jak vysvětlují vědci, konstrukce tohoto materiálu umožňuje rychlejší a efektivnější pohyb elektronů, což by se mohlo projevit v elektronických zařízeních, která budou nejen rychlejší, ale také odolnější v náročných podmínkách.