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Eine Entdeckung von zwei Wissenschaftlern des nationalen Forschungslabors für erneuerbare Energien (nrel) der Energieabteilung könnte die Entwicklung von Halbleiterbauelementen der nächsten Generation unterstützen.

Die Forscher, Kwangwook Park und Kirstin Alberi, experimentierten mit der Integration von zwei unterschiedlichen Halbleitern in eine Heterostruktur, indem sie Licht verwendeten, um die Grenzfläche zwischen ihnen zu modifizieren. typischerweise werden die Halbleitermaterialien, die in elektronischen Vorrichtungen verwendet werden, auf der Grundlage solcher Faktoren ausgewählt, die eine ähnliche Kristallstruktur, Gitterkonstante und Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die enge Übereinstimmung schafft eine makellose Schnittstelle zwischen den Ebenen und führt zu einem leistungsstarken Gerät. Die Fähigkeit, verschiedene Klassen von Halbleitern zu verwenden, könnte zusätzliche Möglichkeiten zum Entwurf neuer, hocheffizienter Vorrichtungen schaffen, aber nur, wenn die Schnittstellen zwischen ihnen richtig gebildet werden können.

park und alberi eine entdeckung durch zwei wissenschaftler im nationalen renewable energy labor (nrel) der energy department könnte dazu beitragen, dass ultraviolettes (uv) licht, das direkt auf die halbleiteroberfläche während des heterostrukturwachstums aufgebracht wird, die schnittstelle zwischen zwei schichten verändern kann. ihr Aufsatz \"Anpassung heterogener Grenzflächen mit Licht\" erscheint in wissenschaftlichen Berichten.

\"Der wahre Wert dieser Arbeit besteht darin, dass wir jetzt verstehen, wie Licht die Grenzflächenbildung beeinflusst, was Forscher dazu führen kann, eine Vielzahl unterschiedlicher Halbleiter in Zukunft zu integrieren\", sagte Park.

Die Forscher untersuchten diesen Ansatz in einem Modellsystem, das aus einer Schicht Zinkselenid (Znse) besteht, die auf einer Schicht aus Galliumarsenid (Gaas) wächst. Unter Verwendung einer 150 Watt Xenonlampe zur Beleuchtung der Wachstumsoberfläche bestimmten sie die Mechanismen der lichtstimulierten Grenzflächenbildung durch Variation der Lichtintensität und der Grenzflächeninitiationsbedingungen. Park und Alberi stellten fest, dass das UV-Licht die Mischung chemischer Bindungen an der Grenzfläche durch photoinduzierte Desorption von Arsenatomen auf der Gaas-Oberfläche veränderte, was zu einem höheren Prozentsatz an Bindungen zwischen Gallium und Selen führte und die darunterliegende Gaas-Schicht passivierte. die Beleuchtung ermöglichte auch, dass die Znse bei niedrigeren Temperaturen gezüchtet wurde, um die elementare Durchmischung an der Grenzfläche besser zu regulieren. Die Wissenschaftler von nrel schlugen vor, dass eine sorgfältige Anwendung der UV-Beleuchtung verwendet werden könnte, um die optischen Eigenschaften beider Schichten zu verbessern.

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Weitere Informationen: kwangwook park et al.tailoring heterovalent interface formation with light, wissenschaftliche berichte (2017) .doi: 10.1038 / s41598-017-07670-2

Zeitschrift Referenz: wissenschaftliche Berichte

bereitgestellt von: nationales Labor für erneuerbare Energien

Quelle: Phys

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