Hittade en halvledare som visade sig vara mycket bättre än kisel - borarsenid

I sitt arbete, som publicerades i tidskriften Science, visade forskarna att kubisk borarsenid lösertvå

Värmeledningsförmågan hos detta material är 10 gånger större än för kisel, med bortarsenid som uppvisarHög rörlighet inte bara för elektroner utan också för hål.

Borarsenid visade alla de egenskaper som krävs för en bra halvledare, säger forskarna.I tidigare studier har de visat att borarsenid har ett mycket bra bandgap och hög värmeledningsförmåga.I det nya arbetet har de studerat rörligheten hos elektroner och hål, kvasipartiklar med positiv laddning som bildas i stället för en elektron som har bytt till en grannatom. 

Resultaten av studien visade att rörlighetbåde elektroner och hål i det nya materialet överträffar de i kisel. Forskarna noterar att de elektroniska egenskaperna hos kubisk borarsenid ursprungligen förutspåddes baserat på kvantmekaniska beräkningar av densitetsfunktionen. Experimentet bekräftade helt beräkningarna.

Detta är viktigt eftersom, naturligtvis, i halvledarevi har både positiva och negativa laddningar lika mycket. Så om du bygger en enhet behöver du ett material där både elektroner och hål rör sig med mindre motstånd.

Gan Chen, professor vid Massachusetts Institute of Technology, medförfattare till arbetet

Kisel är en av de vanligasteelement på jorden, och i sin rena form har detta material blivit grunden för många moderna tekniker, från solceller till datorchips. Men dess egenskaper som halvledare är långt ifrån idealiska, konstaterar författarna till verket. Även om den lätt passerar elektroner genom sin struktur, är den mycket mindre anpassningsbar till "hål". Dessutom leder kisel inte värme särskilt bra, vilket skapar överhettningsproblem.

Forskare noterar att det nya materialet är potentielltkunna ersätta kisel. Men först är det nödvändigt att utveckla billiga sätt att producera detta material med hög kvalitet. Dessutom behöver ett antal andra egenskaper hos borarsenid utvärderas, till exempel hur väl det kommer att prestera på lång sikt.

Tidigare har Hi-Tech pratat om utvecklingen av en teknik för att skapa billiga halvledare av magnesiumdiborid.

Omslagsbild: Christine Daniloff, MIT

Läs mer:

En märklig fas av materia har upptäckts som upptar två tidsdimensioner samtidigt

Arkeologer har hittat ritningar av läskiga människor med stora huvuden: vilka de var

Arkeologrobot dyker 1 000 meter under vattnet för att inspektera ett sjunket skepp