Un equipo de investigación ha informado haber visto, por primera vez, defectos a escala atómica que dictan las propiedades de un nuevo y potente semiconductor.
El estudio, publicado a principios de este mes en la revista Revisión física X , muestra un aspecto fundamental de cómo el semiconductor, el óxido de beta galio, controla la electricidad.
"Nuestro trabajo es tratar de identificar por qué este material, llamado óxido de beta galio, actúa de la manera en que actúa en el nivel fundamental", dijo Jared Johnson, autor principal del estudio y asociado de investigación graduado en el Centro de la Universidad Estatal de Ohio.para microscopía electrónica y análisis: "Es importante saber por qué este material tiene las propiedades que tiene y cómo actúa como un semiconductor, y queríamos verlo a nivel atómico para ver qué podíamos aprender".
Los científicos han sabido sobre el óxido de beta galio durante aproximadamente 50 años, pero solo en los últimos años se ha convertido en una opción intrigante para los ingenieros que buscan construir tecnologías de alta potencia más confiables y más eficientes. El material es especialmente adecuado paradispositivos utilizados en condiciones extremas, como en la industria de defensa. El equipo ha estado estudiando el óxido de beta galio por su potencial para proporcionar energía de alta densidad.
Para este estudio, el equipo de CEMAS, supervisado por Jinwoo Hwang, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, examinó el óxido de beta galio bajo un potente microscopio electrónico, para ver cómo interactuaban los átomos del material. Lo que vieron confirmó una teoría que primero planteó la hipótesisHace aproximadamente una década por los teóricos: el óxido de beta galio tiene una forma de imperfección en su estructura, algo a lo que el equipo se refiere como "defectos puntuales", que son diferentes a cualquier defecto previamente visto en otros materiales.
Esos defectos son importantes: por ejemplo, podrían ser lugares donde la electricidad podría perderse en el tránsito entre los electrones. Con una manipulación adecuada, los defectos también pueden proporcionar oportunidades para un control sin precedentes de las propiedades del material. Pero comprender los defectos debe venir antes de aprendercómo controlarlos
"Es muy significativo que podamos observar directamente estos defectos puntuales, estas anormalidades dentro de la red cristalina", dijo Johnson. "Y estos defectos puntuales, estas bolas extrañas dentro de la estructura reticular, disminuyen la estabilidad energética de la estructura".
Johnson dijo que una estabilidad energética más baja significa que el material puede tener algunos defectos que deben abordarse para conducir la electricidad de manera eficiente, pero no significan que el óxido de beta galio no sea necesariamente un buen semiconductor. De hecho, los defectos pueden comportarsefavorablemente conducir electricidad, si los científicos pueden controlarlos.
"Este material tiene muy buenas propiedades para esas tecnologías de alta potencia", dijo. "Pero es importante que estemos viendo esto en el nivel fundamental: casi entendemos la ciencia detrás de este material y cómo funcionafunciona, porque este defecto, estas anormalidades, podrían afectar la forma en que funciona como un semiconductor ".
Este trabajo fue financiado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea del Departamento de Defensa de EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Laura Arenschield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :