Hitech logo

Новые матералы

Новая форма кремния может стать революцией в индустрии полупроводников

TODO:
Георгий Голованов10 октября 2022 г., 13:21

После десяти лет исследований, начавшихся по случайности и встреченных скептически, команда инженеров смогла синтезировать высокоплотные, сверхтонкие кремниевые нанонити. Ученые из Северо-Западного университета (США) открыли новую, чрезвычайно плотную форму кремния и разработали процесс травления без катализатора сверхтонких кремниевых нанонитей диаметром 2–5 нм.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Около десяти лет назад профессор Юн Джун Ён обратил внимание на необычные результаты эксперимента с использованием кремниевых пластин. Материал, который он увидел под электронным микроскопом, отличался от того, который ученые хотели получить. Изучая субстанцию, они выяснили, что это кремний с очень тонкими нитевидными наноструктурами, пишет Phys.org.

Исследователи смогли воспроизвести его, но при попытке улучшить процесс синтеза нанонити не росли. Некоторые коллеги считали, что это вовсе не кремний из-за существенной разницы в структуре материалов. Однако тщательный анализ показал, что все-таки это разновидность кремния, хоть и обладающая необычными свойствами, с тонким слоем кислорода на поверхности, которая, вероятно, и делает его таким плотным.

Новый материал обладает сверхширокой энергетической щелью 4,16 эВ. Это мировой рекорд, который означает, что материалу требуется больший толчок, чтобы проводить электричество, но зато он может работать с большими мощностью, температурой и частотой. В отличие от обычного кремния, этот весьма устойчив к окислению, а также обладает свойством фотолюминесценции — излучает синий и фиолетовый свет. Нанонити из такого материала подойдут для силовой электроники, транзисторов, диодов и ЖК-устройств.

Кроме того, Юн и его команда разработали новый метод производства нанонитей, который назвали химическим паровым травлением. Он удаляет кристаллы вместо их выращивания. В результате нанонити получаются в 10–20 раз меньше, чем обычные. И не нужно использовать катализатор, частицы которого оседают на поверхности и снижают производительность устройства. Пока ученым удалось синтезировать нити длиной до 100 микрон.

Команда ученых из США и Австралии разработала электрооптический модулятор нового поколения. Изобретение может привести к появлению более быстрых, мощных, компактных и экономичных систем на кристалле.