Einkristall-Halbleiter haben fast ein Jahrhundert lang die Entwicklung elektronischer Geräte vorangetrieben. Forschungsteams auf der ganzen Welt könnten jedoch eine neue, effizientere Methode zur Herstellung dieser entscheidenden Kristalle haben.
Die University of Surrey, das National Physical Laboratory, die University of Kentucky und die University of Southampton arbeiteten an dem Projekt. Sie demonstrierten ein kostengünstiges skalierbares Sprühverfahren zur Herstellung hochwertiger isolierter organischer Einkristalle.
[Bild mit freundlicher Genehmigung von NPL ]
"Diese Methode ist ein leistungsstarker, neuer Ansatz zur Herstellung organischer Halbleiter-Einkristalle und zur Kontrolle ihrer Form und Abmessungen", sagte Dr. Maxim Shkunov von der Advanced Technology Institute an der Universität von Surrey.
Anorganische Halbleiter wie Silizium brauchen viel Zeit, um zu wachsen und viel Energie für die Bildung zu verbrauchen.
"Wenn wir uns Silizium ansehen, dauert es fast 1500 ° C, um Kristalle in Halbleiterqualität zu züchten, und es wird eine sehr hohe Stromrechnung für nur 1 kg Silizium erzielt, genau wie für den Betrieb eines Teekessels über zwei Tage ohne.Hör auf ", sagte Shkunov." Und dann müsstest du diese Silikon-Kugeln in Wafer schneiden und polieren. "
Das neue Verfahren reduziert die Energiekosten und die Zeit erheblich durch die Verwendung einer neuen Klasse von Halbleitern, die als organische Halbleiter bezeichnet werden. Shkunov fuhr fort :
"Wir können Einkristalle auf viel einfachere Weise vollständig bei Raumtemperatur mit einem 5-Pfund-Künstlersprühpinsel herstellen. Mit einer neuen Klasse organischer Halbleiter auf der Basis von Kohlenstoffatomen können wir organische Tinten auf alles sprühen und erhaltenmehr oder weniger die richtige Größe von Kristallen für unsere Geräte sofort. "
[Bild mit freundlicher Genehmigung von Rigas et al. ]
Der Sprühwinkel und -abstand bestimmen die Größe, Form und Ausrichtung des Kristalls. Der organische Halbleiter bietet auch mehr Optionen als seine herkömmlichen Gegenstücke.
"Wir können Silizium auch schlagen, indem wir beispielsweise lichtemittierende Moleküle zur Herstellung von Lasern verwenden - etwas, das Sie mit herkömmlichem Silizium nicht tun können", sagte der Hauptautor und Doktorand Grigorios Rigas. "Diese Wachstumsmethode für molekulare Kristalle eröffnet erstaunliche Möglichkeitenfür druckbare organische Elektronik. Es könnte auch als kostengünstige Methode zur Herstellung hochwertiger Referenzproben dienen, die für die Weiterentwicklung und das Verständnis neuer Charakterisierungstechniken dringend benötigt werden. "
Sie können die vollständige Studie über lesen Natur .