Разработана методика низкотемпературного синтеза новых полупроводников

Кремниевые полупроводники, составляющий основу практически всех современных электронных устройств, имеют ряд ограничений. В частности, они не могут надлежащим образом функционировать при высоких температурах.

Многообещающей альтернативой им являются полупроводники на основе нитридов металлов, такие как нитрид алюминия (AlN), нитрид галлия (GaN) и нитрид индия (InN). Они обладают большей, чем кремний, устойчивостью к высоким температурам, а кроме того являются пьезоэлектриками (генерируют электричество при механической нагрузке), прозрачны и могут излучать свет.

Традиционные методики получения AIN нуждаются в температуре около 1150 °С и не обеспечивают полного контроля за толщиной образуемого слоя полупроводника. Новая технология, описываемая в свежем номере Applied Physics Letters, позволяет обходиться вдвое меньшей температурой и создавать высококачественные слои нитрида алюминия с атомарной точностью.

Разработанная в Вашингтонской исследовательской лаборатории Военно морских сил США, она заключается в использовании атомарной эпитаксии (atomic layer epitaxy, ALE): при которой материалы выращиваются послойно в процессе последовательного выполнения на активной поверхности двух самоограничивающих химических реакций.

Так, например, для получения нитрида алюминия в зону роста производится инъекция алюминия, покрывающего все поверхности. После удаления лишнего алюминия, таким же образом добавляется азот, который вступает в реакцию с алюминиевым «прекурсором», формируя слой кристалла AlN. После удаления непрореагировавших остатков азота цикл можно повторить.

Применяя вышеописанный процесс, исследователи смогли изготовить материал, по своему качеству аналогичный синтезированному при гораздо более высоких температурах.

Эта работа, по мнению ее авторов, позволяет расширить потенциал новых специализированных полупроводниковых материалов, которые могут найти применение, например, в следующем поколении радиочастотной электроники, используемой для высокоскоростной передачи данных и сотовых сервисов.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365