Un grup de cercetători de la Universitatea din Wisconsin-Madison (Universitatea din Wisconsin-Madison) a dezvoltat o nouă metodă pentru dopaj monocristalin introducerea diamante atomilor de impuritate, în acest caz atomii de bor. Un nou proces de aliere este efectuat la o temperatură relativ scăzută, astfel încât cristalele de diamant nu suferă distrugeri și degradări.
Diamantul are o serie de proprietăți care le pot face semiconductori ideali pentru producția de electronice puternice de putere. Diamantele pot fi folosite în condiții de potențial electric ridicat, iar o rezistivitate scăzută în cazul dopajului adecvat al cristalului va permite cristalului să conducă un curent electric puternic. Diamantul este unul dintre cei mai buni conducători de căldură, astfel încât problema tăierii și disipării căldurii eliberate este rezolvată în moduri destul de simple. In ciuda acestor caracteristici interesante, utilizarea practică a diamant ca semiconductor îngreunată de faptul că, din cauza rezistenței structurii acestui material este foarte greu să intre corect în atomii de cristal dopanfilor.
In timpul experimentelor, cercetatorii au descoperit ca daca fizic amestecat cu siliciu diamant singur cristal atomii de bor prealiate, și toate această căldură până la 800 grade Celsius, atomii de bor sub influența căldurii migrează din siliciu în diamant. Procesul are loc la o temperatură relativ scăzută pentru astfel de procese și acest lucru se datorează anumitor caracteristici ale structurii siliciului dopat. În structura unui astfel de siliciu există locuri libere, locuri într-o rețea de cristal cu atomi absenți acolo. Sub influența vibrațiilor termice, atomii de carbon din diamant umple aceste locuri de muncă, lăsând un loc gol în structura diamantului, care este umplut cu un atom de bor.
Această tehnologie se numește dopaj selectiv și vă permite să obțineți un grad ridicat de control asupra procesului. Cu această metodă, este suficient să aliați anumite locații de diamant monocristal, acest lucru necesită doar aplicarea siliciului în locurile necesare și încălzirea acestuia la temperatura indicată mai sus.
In timp ce noua metodă funcționează împotriva dopajului atomi de tip P, impuritate la care creează purtători de sarcină electrică pozitivă, gauri de electroni, așa-numitele poziții în rețeaua cristalină cu un electron lipsă. Și, folosind semiconductorii de diamant de tip p, cercetătorii au produs deja primele mostre ale celor mai simple dispozitive electronice, cum ar fi o diodă.
Cu toate acestea, în scopul de a crea dispozitive electronice mai complexe, cum ar fi un tranzistor, necesită doparea cu atomi de dopaj de impuritate de tip N, care creează un rezultat negativ de purtători de sarcină electrică, electronii în exces în rețeaua cristalină. În timp ce oamenii de știință nu au tehnologia unei astfel de aliaje, este posibil ca rezultatele acestor studii să inspire alți cercetători, iar unii dintre ei vor putea găsi în continuare o soluție adecvată. Și dacă se întâmplă acest lucru, apar noi dispozitive semiconductoare, care vor fi utilizate cu eficiență ridicată pentru a controla curentul electric de mare putere, de exemplu, în rețelele de alimentare.
informații
Trimiteți-le prietenilor: