Команда исследователей сообщила, что видела, в первый раз, дефектов атомного масштаба, которые диктуют свойства нового и мощного полупроводника.
В исследовании, опубликованном ранее в этом месяце в журнале «физическое обозрение» Х, показывает фундаментальный аспект, как полупроводник, бета-окиси галлия, контролирует электричество.
«Наша задача-попытаться определить, почему этот материал, называемый бета-галлий оксид, действует так, как он действует на фундаментальном уровне», — сказал Джаред Джонсон, ведущий автор исследования и научный сотрудник Университета штата Огайо Центр электронной микроскопии и анализа. «Важно знать, почему этот материал обладает свойствами оно обладает, и как он действует как полупроводник, и мы хотели посмотреть его на атомном уровне, чтобы увидеть, что мы могли бы научиться».
Ученые знали о бета-окиси галлия около 50 лет, но только в последние несколько лет он стал интригующий вариант для инженеров, которые стремятся строить более надежные, более эффективных высокопроизводительных технологий. Материал особенно хорошо подходит для устройств, используемых в экстремальных условиях, например, в оборонной промышленности. Команда изучает бета-окиси галлия на его потенциал, чтобы обеспечить высокую плотность мощности.
Для этого исследования, команда по акциям cemas, под контролем Jinwoo Хван, доцент кафедры материаловедения и инженерии, исследовав бета-окиси галлия под мощным электронным микроскопом, чтобы увидеть, как атомы материала взаимодействовали. То, что они увидели, подтвердило теорию сначала предположили, около десяти лет назад теоретики: бета-окиси галлия имеет форму несовершенства в его структуре, то группа называется «точечные дефекты», которые в отличие от каких-либо дефектов ранее видел в других материалах.
Эти дефекты дело: например, они могут стать местами, где электричество может быть потеряно в транзит между электронами. При правильной манипуляции, дефекты также могут создать возможности для беспрецедентного контроля над свойствами материала. Но понимание дефекты должны прийти, прежде чем мы научимся их контролировать.
«Очень важно, что мы можем непосредственно наблюдать эти точечные дефекты, эти нарушения в кристаллической решетке», — сказал Джонсон. «И эти точечные дефекты, эти чудаки в решетчатую структуру, снизить энергетическую стабильность структуры.»
Более низкую энергетическую стабильность означает, что материал может иметь некоторые недостатки, которые необходимо устранить для того, чтобы эффективно проводить электричество, — сказал Джонсон, — но это не означает, что бета-оксида галлия, не обязательно быть хорошим полупроводником. Дефекты могут на самом деле вести себя благоприятно для проведения электричества-если ученые смогут контролировать их.
«Этот материал имеет очень хорошие свойства для этих высокопроизводительных технологий», — сказал он. «Но важно, что мы видим это на фундаментальном уровне-мы почти научное понимание этого материала и как он работает, потому что этот дефект, как эти нарушения могли повлиять на его функции в качестве полупроводника.»
Эта работа финансировалась американским Министерством обороны управления Воздушных Сил научного исследования.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!