Ingeniører udvikler et kraftfuldt værktøj til at hjælpe halvlederproducenter med at opdage defekter

Defekte mobiltelefoner og solceller kan snart være fortid takket være en banebrydende opfindelse udviklet på Australian National University (ANU).

Ingeniører har udviklet et kraftfuldt nyt værktøj til at hjælpe producenter med at opdage defekter eller uønskede funktioner i dagligdags teknologi – såsom mobiltelefoner, batterier og solceller — nemmere og meget tidligere i fremstillingsprocessen.

Hovedforfatter Dr. Hieu Nguyen sagde, at opfindelsen virkede ved at fange billeder i høj opløsning af halvledermaterialer, inklusive mange potentielle defekter, inden for sekunder.

"Vi kalder det 'miraklet af hastighed og plads'. Det er ikke bare flere gange hurtigere end de teknikker, der bruges i øjeblikket - det er titusindvis af gange hurtigere, " sagde Dr. Nguyen fra ANU Research School of Electrical, Energi- og materialeteknik.

"Dette åbner døren til en ny generation af ultrahøj opløsning, præcise karakteriserings- og defektdetekteringsværktøjer til både forsknings- og industrisektorer."

ANU-forskerne, i samarbejde med forskere fra National Renewable Energy Laboratory i USA, opdagede lyset udsendt fra forskellige halvledermaterialer, inklusive silicium, perovskitter og mange tynde film, havde nogle meget tydelige egenskaber.

Dr. Nguyen sagde, når dette lys er fanget på kamera, de optiske billeder kan bruges til at indsamle vigtig information om, hvordan materialet fungerer.

"Nu ved vi meget mere om lysets egenskaber - og, bare fra billedet, vi kan udtrække forskellig information med utrolig dybde, " han sagde.

"Den smukke del af denne forskning er, at vi brugte almindelige værktøjer, der er kommercielt tilgængelige, og forvandlede dem til noget ekstraordinært."

Dr. Nguyen sagde, at hans team demonstrerede deres metode ved at tage billeder af det optiske båndgab, en af ​​de første informationer, som forskere skal vide om et materiale.

Dette båndgab bestemmer mange egenskaber ved halvledere, herunder evnen til at absorbere lys og lede elektricitet.

"Vi testede denne opfindelse grundigt på forskellige avancerede perovskit-solceller fremstillet her på ANU og bekræftede uafhængigt resultaterne med mange andre lavhastigheds- eller lavopløsningsteknikker. De matchede perfekt, " han sagde.

"Vi forfiner opfindelsen, så den kan kommercialiseres."

Medforfatter Boyi Chen fra ANU sagde, at han var begejstret over resultaterne af holdets forskning.

"Før denne opfindelse, det tog en hel uge at få et båndgap-billede af høj kvalitet på en enhed. Nu, med vores opfindelse, det tager kun et par sekunder at få et billede med samme kvalitet, " sagde hr. Chen.

"Denne opfindelse vil hjælpe med at producere mere robuste mobiltelefoner, solceller, sensorer og andre optiske enheder, da det kan opdage defekter meget tidligt i fremstillingsprocessen."

Forskningspapiret er udgivet i Avancerede energimaterialer og er tilgængelig online.