Ученые превратили алмаз в почти идеальный полупроводников для силовой электроники

| | Сегодня, 07:47 | Новости науки и техники
Ученые превратили алмаз в почти идеальный полупроводников для силовой электроники

Группа исследователей из университета Висконсин-Мэдисон (University of Wisconsin-Madison) разработали новый метод сплава алмаз монокристаллический, введение в материал атомов примеси, в этом случае атомы бора. Новый процесс сплава осуществляется при относительно низкой температуре, благодаря тому, что кристаллы алмаза не подвергаются разрушению и деградации.

Алмаз имеет ряд свойств, которые могут сделать их идеальными полупроводниками для производства мощной силовой электроники. Бриллианты могут быть использованы в средах с высоким электрическим потенциалом и низким сопротивлением в случае правильного сплава кристалл стекла позволит выполнить сильный Электрический ток. Алмаз является одним из лучших проводников тепла, так что проблема добычи и рассеивания выделяющегося тепла можно решить достаточно простыми способами. Несмотря на столь интересные особенности, практическое применение алмазов в качестве полупроводников сложно, потому что из-за долговечности структуры этот материал очень трудно правильно вводить в кристалл атомов легирующих присадок.

В ходе экспериментов, ученые обнаружили, что если физически подключить алмаз монокристаллический кремний, предварительно легированным атомами бора, и нагревать все это до 800 градусов по Цельсию, атомы бора под влиянием колебания температуры переносятся кремния внутри бриллианта. Процесс является относительно низким для этих процессов, температуры, а это в силу некоторых особенностей структуры легированного кремния. В структуре этого кремния, присутствующих рабочих мест, места в кристаллической решетке, в которой отсутствуют там атом. Под влиянием колебания температуры атомов углерода алмаз заполняют эти рабочие места, оставляя пустое пространство в структуре алмаза, который заполняется с атомом бора.

Эта технология получила название избирательной сплава и позволяет получить высокую степень контроля над производимого процесса. С помощью этого метода, достаточно легировать определенных местах монокристаллического алмаза, для этого требуется только ввести кремния в местах и нагреть до выше температуры.

Пока что новый метод работает, в связи с сплава Р-типа, в которых атомы примеси создают несущие положительный Электрический заряд, так называемые электронные отверстия пространство в сети с кристально чистой только отсутствие электрона. И, с помощью пилочки для полупроводников p-типа, исследователи уже изготовили первые образцы простейших электронных приборов, таких как диод.

Но, для создания более сложных электронных устройств, таких как транзистор, требуется, легирование N-типа, сплава, смеси, атомы, которые создают носители электрического заряда отрицательно, электроны в кристаллической решетке. До тех пор, пока ученые не имеют технологий, этот сплав, но вполне вероятно, что результаты этих исследований являются источником вдохновения для других исследователей, и кто-то из них все еще были бы в состоянии найти правильное решение. И если это происходит, свет, появятся новые твердотельными устройствами, которые с высокой эффективностью используются для управления током большой мощности, например, при питании от сети.

Комментарии запрещены.