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

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка