Un equipo de investigadores de la Universidad de Osaka, el Instituto de Física de Alta Presión y el Instituto de Investigación Nuclear de la Academia de Ciencias de Rusia Rusia, y TU Dresden Alemania, descubrieron un método efectivo para eliminar los defectos de la red de los cristales.los resultados de la investigación fueron publicados en Revista de Física: Materiales .
El boro, un semiconductor, tiene una variedad de estructuras cristalinas, pero todas tienen grandes cantidades de defectos en la red que estropean el estado del orden cristalino. En este estudio, el equipo obtuvo una fase ordenada de boro al agregar hidrógeno hidrogenacióna altas temperaturas y mediante deshidrogenación por recocido a baja temperatura. Este nuevo método es el resultado teórico de los grupos de investigación en Japón y Alemania de un fenómeno que los grupos rusos descubrieron en experimentos.
Los defectos de celosía presentes en todos los materiales influyen en muchas de sus propiedades eléctricas. El uso adecuado de defectos cristalinos es útil en las aplicaciones electrónicas de semiconductores. La conductividad eléctrica de los semiconductores puede mejorarse al doparse para producir n-negativo-tipo o psemiconductores positivos. Este control de defectos en la red se llama "control de electrones de valencia" y se logra colocando dopantes impurezas en los sitios de los átomos. Sin embargo, los átomos de impurezas que ocupan los sitios intersticiales no son útiles para controlar los electrones de valencia.
En un cristal de boro, muchos átomos están dispuestos aleatoriamente en los sitios intersticiales. Además, su estructura cristalina era demasiado difícil para que los átomos intersticiales alcanzaran los sitios deseables. Para hacer que los cristales de boro sean excelentes materiales semiconductores, es necesario reorganizarlos al azardistribuyó átomos de boro en una estructura ordenada.
Por lo tanto, este equipo creó cristal de boro α-tetragonal α-T a alta temperatura y presión, con una gran cantidad de hidrógeno como dopante. Las muestras obtenidas tenían muchos defectos. Mientras que la B 12 se ordenan los grupos de boro icosaédricos gris, los átomos de boro rojo y los átomos de hidrógeno en los sitios intersticiales se ordenan al azar. Más tarde, cuando se recuperan las muestras a condiciones ambientales y se recogen a temperaturas moderadas, se eliminan los átomos de hidrógeno yEl orden de los átomos de boro intersticiales se produjo simultáneamente. Esto indica que la disposición aleatoria de los átomos intersticiales se convierte en una estructura ordenada. Esta es la primera vez que se obtiene un cristal de boro ordenado con una celda unitaria grande una celda unitaria que contiene más de 50 átomos de boro.
Generalmente, un cristal adopta una estructura más ordenada a bajas temperaturas. Por lo general, la cristalización se produce a altas temperaturas, lo que induce muchos defectos, y estos defectos se solidifican a bajas temperaturas. Sin embargo, cuando los átomos de hidrógeno volátiles se incorporan de antemano, son fácilmenteliberado por recocido. Al liberarse la hidratación, se induce la migración de átomos, logrando el orden de los átomos de boro. Esta transición es una especie de "fenómeno cooperativo" entre dos cambios diferentes: la difusión del hidrógeno y el orden de los átomos hospedantes.
El profesor asociado Shirai de la Universidad de Osaka dice: "Además del boro, nuestro método para eliminar defectos también se puede aplicar a materiales a base de carbono, como el fullereno, que son muy duros y tienen un alto punto de fusión. Porque eliminar defectosa partir de estos materiales duros es difícil, nuestra receta también será un método eficiente para eliminar defectos de otros materiales semiconductores ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :