Революция в мире полупроводников: холодная эпитаксия перовскитов открывает новые горизонты

Ученые из Университета Твенте (UT) представили новаторский метод создания высокоупорядоченных полупроводниковых материалов на основе перовскитов галогенидов металлов. Главная особенность – использование импульсного лазера для нанесения материала при комнатной температуре. Это открывает новые перспективы для повышения эффективности оптоэлектронных устройств.
Революция в мире полупроводников: холодная эпитаксия перовскитов открывает новые горизонты
Изображение носит иллюстративный характер

Существующие технологии производства упорядоченных полупроводниковых материалов, особенно для светодиодов, требуют высоких температур обработки, что часто приводит к образованию поликристаллических структур с дефектами. Эти дефекты существенно ограничивают производительность устройств, делая их менее эффективными.

В противоположность этим традиционным методам, разработанный в UT процесс, основанный на использовании импульсного лазерного напыления, позволяет послойно создавать материал, достигая высокой степени упорядоченности кристаллической структуры без необходимости нагрева. Эта технология не только снижает затраты энергии, но и значительно повышает качество материала.

Исследователи сосредоточили свое внимание на перовскитах галогенидов металлов, которые известны своей эффективной способностью поглощать солнечный свет и активно применяются в производстве светодиодов, полупроводников и солнечных батарей. В частности, в исследованиях использовался перовскит α-CH3NH3PbI3.

Новый метод позволяет контролировать кристаллическую структуру материала на наноуровне, минимизируя дефекты, что в свою очередь может привести к созданию более эффективных и надежных оптоэлектронных устройств. Это имеет колоссальное значение для будущих разработок в области возобновляемой энергетики и современной электроники.

Стабильность полученного материала является еще одним важным аспектом исследования: он сохраняет свои свойства на протяжении более чем 300 дней. Это свидетельствует о долговечности и надежности нового метода и материалов, что является критически важным для коммерческого применения.

Инновационный подход, разработанный под руководством Моники Моралес-Масис в рамках проекта ERC StG CREATE, обещает создание более экологичных и экономичных технологий. Это делает этот прорыв важным шагом на пути к устойчивому будущему.

Ведущим исследователем является аспирант группы Inorganic Material Science Джуния Соломон Сатиарай, чьи научные работы являются основой для описанного метода. В 2025 году была опубликована научная статья Solomon, J.S. et al, Room-temperature epitaxy of α-CH3NH3PbI3 halide perovskite by pulsed laser deposition, в журнале Nature Synthesis (DOI: 10.1038/s44160-024-00717-z), посвященная результатам исследования, опубликованная 7 марта 2024 года.

Термин «эпитаксия» в данном контексте подразумевает нанесение кристаллического слоя на подложку, структура которой соответствует структуре наносимого слоя. Это позволяет создавать упорядоченные слои с минимальным количеством дефектов, что имеет ключевое значение для производительности полупроводников.

Этот прорыв подчеркивает важность фундаментальных исследований в области материаловедения и их потенциал для решения глобальных вызовов. Новый метод эпитаксии перовскитов при комнатной температуре открывает двери для создания более эффективных, надежных и доступных технологий.

Импульсное лазерное напыление, используемое при комнатной температуре, не только исключает необходимость высоких температур, но и обеспечивает более точный контроль над процессом формирования кристаллической структуры, что делает новый метод важным достижением в области материаловедения.


Новое на сайте

19723Что если вселенная никогда не начиналась с точки бесконечной плотности? 19722Доживёт ли комета MAPS до субботы? 19721Квантовый процессор IBM побил сразу два рекорда — что это меняет? 19720Как северная Корея похитила $285 миллионов у Drift через предподписанные транзакции? 19719Как хакеры через одну дыру в Next.js украли ключи от 766 серверов? 19718Artemis II покинул земную орбиту и летит к луне 19717NASA показало невиданные снимки кометы 3I/ATLAS и запечатлело старт лунной миссии Artemis... 19716Сифилис появился 4000 лет назад — или его находили не там, где искали? 19715Энергетический дисбаланс земли зашкаливает, и учёные не могут это объяснить 19714Cisco закрыла две критические уязвимости с рейтингом 9.8 из 10 в системах IMC и SSM 19713Водород из хлебных крошек: реакция, которая может потеснить ископаемое топливо 19712Китайский спутник с «рукой осьминога» прошёл орбитальный тест дозаправки 19711Кто такие поэты и почему поэзия важна сегодня? 19710Фальшивые установщики и ISO-файлы: как киберпреступники зарабатывают на майнинге и троянах 19709Почему большие языковые модели так и не научились думать
Ссылка