Новое открытие повысит эффективность электронных устройств

Солнечные батареи, светодиоды мониторы и другие электронные девайсы будут в разы эффективней благодаря установке новых границ в управлении шириной запрещенной зоны.

Несмотря на многообещающие свойства сложных оксидов металлов долгие годы сохранялась проблема с шириной запрещенной зоны, поскольку изменение ее обычно ставило под угрозу физические свойства используемых материалов.

Ширина запрещенной зоны — основной фактор определения электрической проводимости материалов. Он напрямую определяет верхний предел длины поглощаемой световой волны. Достижение широкой приспособляемости ширины запрещенной зоны  весьма желательно для того, чтобы разработать оптикоэлектронные устройства и энергетические материалы.

С помощью технологии наслаивания Хо Нянь Ли из Ок-Риджской национальной лаборатории с коллегами достигли 30%-ного сокращения ширины запрещенной зоны у сложных металлических оксидов.

Результаты описаны в издании Nature Communications.

«Наш подход к настраиваемой ширине запрещенной зоны основан на контроле за ростом сложных оксидов в атомном масштабе, что приводит к созданию новых искусственных материалов, которые в естественном виде в природе не существуют», сказал Ли. «Эта технология эпитаксии может использоваться для создания полностью новых материалов или для специфического изменения состава тонкопленочных кристаллов с точностью до нанометра».

Если в случае с обычными полупроводниками настройка ширины запрещенной зоны была достижима и ранее, то текущее достижение — 30%-ное сокращение — по сравнению с предыдущим 6%-ным в случае с оксидами открывает пути к новым методам управления шириной запрещенной зоны в сложно-окисных материалах.

«Сложные оксиды хороши тем, что весьма стабильны в чрезвычайной окружающей среде», сказал Ли.

Мишель Бьюкенен из лаборатории отметил, что данная работа иллюстрирует, как фундаментальные исследования могут обеспечить технический прорыв, который приведет к существенным усовершенствованиям в области энергетических технологий.

22.02.2012