Fant en halvleder som viste seg å være mye bedre enn silisium - borarsenid

I sitt arbeid publisert i tidsskriftet Science, viste forskere at kubisk borarsenid løser to

hovedproblemene til silisiumhalvledere.Den termiske ledningsevnen til dette materialet er 10 ganger større enn for silisium, mens borarsenid viser høy mobilitet ikke bare for elektroner, men også for hull.

Borarsenid viste alle egenskapene som er nødvendige forgod halvleder, sa forskerne. I tidligere studier har de vist at borarsenid har et meget godt båndgap og høy varmeledningsevne. I det nye arbeidet studerte de mobiliteten til elektroner og hull, kvasipartikler med positiv ladning som dannes i stedet for et elektron som har gått til et naboatom. 

Resultatene av studien viste at mobilitetbåde elektroner og hull i det nye materialet overgår silisium. Forskerne bemerker at de elektroniske egenskapene til kubisk borarsenid opprinnelig ble forutsagt basert på kvantemekaniske beregninger av tetthetsfunksjonen. Eksperimentet bekreftet beregningene fullt ut.

Dette er viktig fordi, selvfølgelig, i halvlederevi har både positive og negative ladninger likt. Så hvis du bygger en enhet, trenger du et materiale der både elektroner og hull beveger seg med mindre motstand.

Gan Chen, professor ved Massachusetts Institute of Technology, medforfatter av arbeidet

Silisium er en av de vanligsteelementer på jorden, og i sin rene form har dette materialet blitt grunnlaget for mange moderne teknologier, fra solceller til databrikker. Men egenskapene som halvleder er langt fra ideelle, bemerker forfatterne av arbeidet. Selv om den lett passerer elektroner gjennom strukturen, er den mye mindre tilpasningsdyktig til "hull". I tillegg leder ikke silisium varme særlig godt, noe som skaper problemer med overoppheting.

Forskere bemerker at det nye materialet er potensieltkan erstatte silisium. Men først er det nødvendig å utvikle billige metoder for produksjon av høy kvalitet av dette materialet. I tillegg må en rekke andre egenskaper ved borarsenid vurderes, for eksempel hvor godt det vil yte på lang sikt.

Tidligere har Hi-Tech snakket om utviklingen av en teknologi for å lage billige halvledere fra magnesiumdiborid.

Forsidebilde: Christine Daniloff, MIT

Les mer:

En merkelig fase av materie har blitt oppdaget som okkuperer to tidsdimensjoner på en gang

Arkeologer har funnet tegninger av skumle mennesker med enorme hoder: hvem de var

Arkeologrobot dykker 1000 meter under vann for å inspisere et sunket skip