Forskere fremstiller sekskantet silicium, potentielt føre til lysemitterende halvledere

(Phys.org) – Stort set alle halvledere, der bruges i nutidens elektroniske enheder, er lavet af silicium med en kubisk krystalstruktur, da silicium naturligt krystalliserer i kubisk form. I en ny undersøgelse, forskere har fremstillet silicium i en sekskantet krystalstruktur, som forventes at udstille nye optiske, elektriske, superledende, og mekaniske egenskaber sammenlignet med kubisk silicium.

Forskerne, ledet af Erik P. A. M. Bakkers, fysikprofessor ved Eindhoven University of Technology og Delft University of Technology, både i Holland, har udgivet et papir om deres arbejde i et nyligt nummer af Nano bogstaver .

"Normalt kubisk silicium kan ikke udsende noget lys på grund af dets indirekte båndgab, " fortalte Bakkers Phys.org . "Der er beregninger, der viser, at sekskantet silicium blandet med germanium burde kunne udsende lys. Lysemission i elektronikindustrien har været et vigtigt mål i mere end 40 år. Det ville give os mulighed for at integrere optisk kommunikation direkte på elektroniske chips. I det nuværende arbejde, vi har vist, at vi kan lave rent sekskantet silicium. Dette er faktisk den første klare demonstration af dette."

Som forskerne forklarer, det er ikke første gang, at sekskantet silicium er blevet rapporteret; imidlertid, tidligere metoder har haft svært ved at kontrollere krystaldannelsen og manglede også evnen til entydigt at verificere den sekskantede struktur.

I den nye undersøgelse, forskerne tog fat på begge disse mangler ved at bruge nye metoder til fremstilling og strukturel karakterisering. Den nye fremstillingsmetode involverer aflejring af silicium på en skabelon af sekskantede nanotråde ved høje temperaturer, resulterer i sekskantet silicium af høj kvalitet. På grund af nanotrådenes vertikale vækst, der er ingen overlapning, der forstyrrer målinger, der karakteriserer den sekskantede struktur, muliggør entydig strukturel verifikation.

Forskerne håber, at den nye metode til fremstilling af højkvalitets sekskantet silicium vil give mulighed for en fuld vurdering af materialets egenskaber, og i sidste ende føre til en måde at syntetisere en ny klasse af halvledere. I den nærmeste fremtid, de planlægger at bruge den samme metode til at fremstille sekskantede versioner af germanium og silicium-germanium forbindelser, hvilket kunne være særligt nyttigt til de optiske elektroniske applikationer Bakkers beskrevet ovenfor.

"Det næste skridt er at blande germanium og studere de optiske egenskaber, "Sagde Bakkers." Det ser ud til at fungere, men er i gang. "

© 2015 Phys.org