Меки полупроводници могу увести следећу генерацију ХД екрана са нанометарским пикселима

Angela Belcher: Using nature to grow batteries (Јун 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Нова класа меканих полупроводника могла би трансформисати ХД екране

Јеан-Јацкуес ДеЛисле, допринос писцу

Да би усвојио следећу генерацију технологије високе резолуције, истраживачки тим из Одељења за енергетику, Лавренце Беркелеи Натионал Лаборатори (Беркелеи Лаб), развио је нову технологију наношења осветљења израђених од меканих полупроводника. Са једне нанотехнологије, тим је био у стању да развије црвене, зелене, плаве (РГБ) емитере светлости и наношаре до 500 нанометара. Да би се упоређивали, Апплеов главни приказ ретина може да достигне око 400 пиксела по инчу, на око 60 микрометара по пикселу. Истраживачи Беркелеи Лаба су могли да направе емитере светлости који би могли да досегну око 50.000 пиксела по инчу, на два реда веће вредности.

У овој величини, ова нова технологија би могла да се надмеће са најновијом технологијом квантне дотације, која и даље користи стандардне нанокристале полупроводника које емитују светлост. Иако су истраживачке демонстрације биле усредсређене на емисију светлости, технологија "меке" полупроводничке наношире уређаја за хетеројункцију наношења може бити корисна за више од само приказних апликација и могла би бити главни играч у будућим фотоволтаичким, солидно-расвјетним, вишебојним ЛЕД-ласерским и другим резним- едге оптоелектронске апликације. Штавише, ова иста технологија може бити одржива и код диодова високе густине и низова транзистора, што отвара врата многим изван најсавременијих апликација.

Ова графика упоређује генерисање боје од УВ-експресије хетерозиконског полупроводника (ЦсПбЦл 3 ) олова олово-хлорида (ЦсПбБр 3 ) -цетијум-оксида (ЦсПбЦл 3 ) и олово-олово олова цезијумовог олова (ЦсПбИ 3 ) -водијум олова бромид-цезијум олова хлорида ( Боттом Панел) црвена, плава и зелена конфигурација под УВ ексутацијом. Кредит: Летиан Доу / Беркелеи Лаб и Цоннор Г. Бисцхак / УЦ Беркелеи.

Основа ове нове технологије је употреба хетеројункција халид перовскитних нанојача, која се састоји од структуре решетке јонских, а не ковалентних, веза као што су традиционални полупроводници. Под називом "мекани" полупроводници, јонске везе се лакше манипулишу од "теже" ковалентне везе.

У извјештају објављеном на пнас.орг, Пеидонг Ианг, виши научни стручњак у Одељењу за материјале у Беркелеи Лаб-у, рекао је: "Са неорганским халидним перовските, лако можемо замијенити ањоне у јонским везама уз задржавање јединствене кристалне природе материјала. Ово нам омогућава лако реконфигурацију структуре и састава материјала. Због тога халид перовскити се сматрају полупречницима меких решетки. Насупрот томе, ковалентне везе су релативно робусне и захтевају више енергије за промјену. Наша студија је у основи показала да можемо прилично променити састав било којег сегмента овог меког полупроводника. "

То значи да су истраживачи могли да користе технике нанофабрирања са хемијом замене аниона да замене халидне ионе олово-халогенида перзискита на цезијуму или цезијум-бромиду или цезијум-хлориду, чиме се мења емисија боје. Посебна хемијска намота потребна за замену ањона може се вршити и на стандардној лабораторијској собној температури и не захтева прецизну високотемпературну термичку контролу и вакуумско окружење које захтева друга обрада полупроводника.

"То је једноставан процес, и врло је лако повећати", рекао је Јанг. "Не морате провести дуго времена у чистој соби, а не требају вам високе температуре."

Важни аспекти овог открића су то што истраживачи тврде да могу да "подесе" материјале кроз читав спектар видљиве светлости и, можда најважније, да се обрада за ову технологију може много једноставније него код стандардних колоидних полупроводника. То би могло да подразумева да се ови меки полупроводници могу производити са сразмерно већим приносима са мање корака обраде, што би могло довести до смањења трошкова и мањег отпада.

"За конвенционалне полупроводнике, фабрички спој је прилично компликован и скуп", рекао је у постдипломском колегију у Ианговој лабораторији и студији, саопштио је аутор Летиан Доу. "Високе температуре и услови вакуума су обично укључени у контролу раста материјала и допинга. Прецизно контролисање састава материјала и својине је такође изазовно, јер су конвенционални полупроводници тешки због јаког ковалентног везивања. "

Иако материјал и даље захтева велики развој, што укључује побољшану резолуцију и интеграцију / карактеризацију као компоненте у електричним круговима, материјал показује рано обећање. Ова метода се такође такмичи са многим високо објављеним, истраживаним и актуелним технологијама. Ако материјал може чак понудити упоредиве перформансе дисплеја, диода и транзистора од тренутних технологија, али обезбедити веће приносе и ниже трошкове обраде, меки полупроводници са халидним перовските хетеројункцијама могу наћи свој пут у будуће паметне телефоне, паметне сатове, повећану реалност и приказ виртуелне реалности технологију заједно са многим другим светлосним и електронским апликацијама.