Los óxidos semiconductores son una nueva clase de materiales que actualmente gozan de gran atención en el campo de la tecnología de semiconductores. El óxido de galio es el ejemplo arquetípico de su capacidad para manejar voltajes extremadamente altos y su transparencia óptica en la región ultravioleta profunda, lo que promete ungeneración de componentes electrónicos con un rendimiento sin precedentes. Estos componentes se basan en capas semiconductoras muy puras y ultrapuras producidas por métodos de deposición especiales. Los físicos del Instituto Paul Drude de Electrónica de Estado Sólido PDI han aumentado drásticamente el rendimiento de óxido de galio con un catalizadorefecto observado por primera vez durante el crecimiento de los cristales. Este efecto no es solo un descubrimiento nuevo, sino que también se puede transportar a otros materiales con propiedades similares a las del óxido de galio. Los resultados aparecen en Cartas de revisión física .
La deposición física de vapor PVD es una de las tecnologías clave en la fabricación de capas semiconductoras delgadas y altamente puras. Una forma particular de PVD es la epitaxia de haz molecular MBE, que los físicos usaron en sus investigaciones. La química de reacción durante MBE esmucho más simple que en otras tecnologías de producción de semiconductores más complejas. Por lo tanto, los investigadores de PDI no esperaban observar un efecto catalítico durante el proceso de MBE. Han declarado este fenómeno como un nuevo mecanismo, que han denominado catálisis de intercambio de metales.
Sus experimentos revelaron que agregar el elemento indio aumenta drásticamente la tasa de crecimiento de óxido de galio durante la MBE. También revelaron que, en presencia de indio, el óxido de galio todavía se forma en condiciones en las que nunca podría formarse sin el elemento agregado. Además, el óxido de galio forma una estructura cristalina especial que es especialmente adecuada para desarrollar las denominadas heteroestructuras de capas de óxido de galio y óxido de indio que son esenciales en muchos componentes.
Dada la química de reacción simple de MBE, los investigadores están convencidos de que el efecto observado es generalmente válido y, por lo tanto, aplicable a todos los materiales que poseen propiedades similares a las del óxido de galio. Primer autor del estudio Dr. Patrick Vogt, quien investiga en PDI, agrega que "la catálisis de intercambio de metales descubierta ofrece un enfoque completamente nuevo para el crecimiento de materiales cristalinos, y muy probablemente abre una nueva vía hacia componentes semiconductores previamente inimaginables".
Patrick Vogt es un científico junior y físico por formación. Completó su doctorado en PDI sobre el tema de la química física y la física de semiconductores, en el ámbito de Leibniz ScienceCampus GraFOx. GraFOx es una red colaborativa interdisciplinaria para el nivel superior, investigación de materiales innovadores, específicamente dedicada a los óxidos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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