Ang isang bagong tagumpay sa mga materyales ay maaaring maging susi sa rebolusyonaryo, transparent na electronics

May-akda

Ang optical transparency ng mga bagong materyales ay maaaring paganahin ang futuristic, kakayahang umangkop at transparent na electronics. May-akda: RMIT University

Pagpuno ng isang kritikal na puwang sa spasyo ng mga materyales

Ang isang bagong pag-aaral na lalabas sa linggong ito ay maaaring magbukas ng daan para sa susunod na henerasyon na transparent na electronics.

Ang nasabing mga transparent na aparato ay maaaring isama sa salamin, nababaluktot na mga display at mga smart lens ng contact upang buhayin ang mga futuristic na aparato na tila produkto ng science fiction.

Sa mga dekada, ang mga mananaliksik ay naghahanap ng isang bagong klase ng electronics batay sa semiconductor oxides, ang optical transparency na maaaring paganahin ang ganap na transparent na electronics na ito.

Ang mga aparato na nakabatay sa oxide ay makakahanap din ng application sa mga electronics na kapangyarihan at mga teknolohiya ng komunikasyon, na binabawasan ang carbon footprint ng aming mga utility.

Ang koponan na pinamunuan ng RMIT ay nagpakilala ngayon ng ultra-manipis na beta tellurite sa isang dalawang-dimensional (2D) na semiconductor na pamilya ng mga materyales, na tumutugon sa maraming-araw na paghahanap na ito para sa lubos na mobile p-type oxide.

“Ang bago, lubos na mobile na p-type na oxide ay pumupuno ng isang kritikal na puwang sa spectrum ng mga materyales upang magbigay ng mabilis, transparent na mga circuit,” sabi ng pinuno ng koponan na si Dr. Torben Daneke, na namuno sa pakikipagtulungan ng tatlong FLEET node.

Ang iba pang pangunahing mga benepisyo ng matagal nang hinahangad na oxic-based semiconductors ay ang kanilang katatagan sa hangin, hindi gaanong mahigpit na mga kinakailangan sa kalinisan, mababang gastos, at madaling aplikasyon.

“Sa aming mga order, natagpuan ng nawawalang link ang tamang ‘positibong’ diskarte,” sabi ni Thorben.

Nagkulang ng positibo

Mayroong dalawang uri ng mga materyales na semiconductor. Ang mga materyal na “hindi uri” ay may maraming mga negatibong sisingilin na mga electron, habang ang mga “p-type” na semiconductor ay may maraming mga butas na positibong sisingilin.

Ito ay ang pagsasama-sama ng mga pantulong na materyales ng uri n at p, na pinapayagan ang mga elektronikong aparato tulad ng diode, rectifier at mga circuit ng lohika.

Pagtunaw ng tinunaw na metal

Ang tinunaw na timpla ng Tellurium at siliniyum, na pumped sa ibabaw, nagpapalabas ng isang manipis na atomic beta Tellurite. Kredito: FLEET

Ang modernong buhay ay kritikal na nakasalalay sa mga materyal na ito dahil sila ang pundasyon ng bawat computer at smartphone.

Ang hadlang para sa mga aparatong oxide ay na, kahit na maraming mga n-type na oxide na may mahusay na pagganap ay kilala, mayroong isang makabuluhang kawalan ng mataas na kalidad na mga p-type na oksido.

Ang teorya ay nag-uudyok ng pagkilos

Gayunpaman, sa 2018, ipinakita ng isang pag-aaral sa computational na ang beta-Tellurite (β-TeO2) ay maaaring maging isang kaakit-akit na kandidato para sa p-type oxide, at ang espesyal na lugar ng Tellurium sa periodic table ay nangangahulugang maaari itong kumilos pareho sa metal at di-metal , na nagbibigay nito ng oksido na may natatanging mga kapaki-pakinabang na katangian.

“Ang hula na ito ang nag-udyok sa aming koponan sa RMIT University na pag-aralan ang mga katangian at aplikasyon nito,” sabi ni Dr. Torben Daneke, na isang empleyado ng departamento ng pagsisiyasat ng FLEET.

Ang Liquid metal ay isang paraan upang pag-aralan ang mga materyales sa 2D

Ipinakita ng koponan ni Dr. Daneke ang paghihiwalay ng beta-Tellurite na may isang espesyal na binuo na pamamaraan ng pagbubuo batay sa kimika ng mga likidong metal.

“Ang tinunaw na timpla ng Tellurium (Te) at siliniyum (Se) ay inihanda at pinapayagan na magwalis sa buong ibabaw,” paliwanag ng kapwa may-akda na si Pater Aucararenont.

“Dahil sa oxygen sa nakapaligid na hangin, ang tinunaw na droplet ay natural na bumubuo ng isang manipis na layer ng oxide na ibabaw ng beta-Tellurite. Kapag ang isang patak ng likido ay sugat sa ibabaw, ang layer ng oksido na ito ay dumidikit dito, inilalagay sa daanan nito na atomikong manipis na mga sheet ng oksido.

“Ang proseso ay katulad ng pagguhit: gumamit ka ng isang tungkod na salamin bilang isang bolpen, at likidong metal ang iyong tinta,” paliwanag ni Ms.Aucareserenont, isang mag-aaral ng RLIT, isang nagtapos na mag-aaral sa Navy.

Ali Zawabetti, Patere Aukarasereenont at Torben Daeneke

Ang koponan ng RMIT sa kaliwa, sina Ali Zawabetti, Patere Aukarasereenont at Torben Daeneke na may mga transparent electronics. Kredito: FLEET

Habang ang nais na β-phase ng Tellurite ay lumalaki sa ibaba 300 ° C, ang purong Tellurium ay may mataas na natutunaw na punto sa itaas 500 ° C. Samakatuwid, ang siliniyum ay idinagdag sa disenyo haluang metal na may isang mas mababang punto ng pagkatunaw, na ginagawang posible ang pagbubuo.

“Ang ultrathin sheet na nakuha namin, 1.5 nanometers lamang ang makapal – na tumutugma sa ilang mga atomo lamang. Ang materyal ay napakalinaw sa nakikitang spectrum, ang bandwidth nito ay 3.7 eV, na nangangahulugang ang mga ito ay mahalagang hindi nakikita ng mata ng tao, “paliwanag ng co-author na si Dr. Ali Zawabetti.

Pagtantya ng beta Tellurite: hanggang sa 100 beses na mas mabilis

Ang mga transistors ng field-effect (FET) ay gawa-gawa upang suriin ang mga elektronikong katangian ng mga nabuong materyales.

“Ang mga aparatong ito ay nagpakita ng katangian ng paglipat ng uri ng p pati na rin ang mataas na kadaliang kumilos ng butas (humigit-kumulang 140 cm2B-1c-1), na ipinapakita na ang beta Tellurite ay sampu hanggang isang daang beses na mas mabilis kaysa sa p-type na oxic semiconductors. Ang mahusay na ratio ng on / off (higit sa 106) ay nagpapahiwatig din na ang materyal ay angkop para sa mga aparatong mabilis na mahusay sa enerhiya, “sinabi ni Ms. Patsyary Aukarasereenont.

“Ang data na nakuha ay nagbibigay-daan sa amin upang isara ang isang makabuluhang puwang sa silid-aklatan ng mga elektronikong materyales,” sinabi ni Dr. Ali Zawabetti.

“Ang pagkakaroon ng isang mabilis, transparent na p-type na semiconductor ay maaaring baguhin nang lubusan ang mga transparent electronics pati na rin magbigay ng mas mahusay na mga display at pinahusay na mga aparatong mahusay sa enerhiya.”

Plano ng koponan na higit pang tuklasin ang potensyal ng bagong semiconductor na ito. “Ang aming karagdagang pananaliksik sa kapana-panabik na materyal na ito ay tuklasin ang pagsasama sa mayroon at mga bagong henerasyon ng electronics ng consumer,” sabi ni Dr. Torben Daneke.

Sanggunian: “Semiconductor two-dimensional β-TeO2 na may mataas na p-type na kadaliang kumilos” Abril 5, 2021, Kalikasan Elektronika.
DOI: 10.1038 / s41928-021-00561-5

Ang mga mananaliksik ng FLEET mula sa RMIT, ANU at UNSW ay nakipagtulungan sa mga kasamahan mula sa Dykin University at sa University of Melbourne. Si Matthias Wurdak (ANU) ng FLEET ay nagsagawa ng mga eksperimento sa paglipat ng 2 nanosheets, habang ang Kurosh Kalantar-Zade (UNSW) ay tumulong sa pag-aralan ang mga katangian ng materyal at aparato.

Ang proyektong ito ay suportado ng Australian Research Council (Center for Excellence at DECRA Programs), kinikilala din ng mga may-akda ang suporta ng RMIT University para sa mikroskopyo at Microanalysis (RMMF), RMIT University, Microneurological Research Center (MNRF) at PhD sa pamamagitan ng natanggap na pondo ng University ng Melbourne.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.