Istraživači sa Univerziteta u Minesoti postigli su novi materijal koji će biti ključan u tome da sledeća generacija elektronike velike snage bude brža, transparentnija i efikasnija. Ovaj veštački dizajniran materijal omogućava elektronima da se kreću brže, dok ostaju transparentni za vidljivu i ultraljubičastu svetlost, obarajući prethodni rekord.
Istraživanje, objavljeno u Science Advances, označava značajan iskorak u dizajnu poluprovodnika, što je ključno za globalnu industriju vrednu trilion dolara za koju se očekuje da će nastaviti da raste kako se digitalne tehnologije šire.
Poluprovodnici napajaju skoro svu elektroniku, od pametnih telefona do medicinskih uređaja. Ključ za unapređenje ovih tehnologija leži u poboljšanju materijala koji naučnici nazivaju „ultra-širokim pojasom“. Ovi materijali mogu efikasno da provode električnu energiju čak i u ekstremnim uslovima. Poluprovodnici sa ultra širokim pojasom omogućavaju visoke performanse na povišenim temperaturama, što ih čini neophodnim za izdržljiviju i robusniju elektroniku.
U ovom radu, istraživači su razmatrali stvaranje nove klase materijala sa povećanim „pojasnim razmakom“, poboljšavajući i transparentnost i provodljivost. Ovo jedinstveno dostignuće podržava razvoj bržih, efikasnijih uređaja, utirući put za napredak u računarima, pametnim telefonima, a potencijalno čak i kvantnom računarstvu.
Novi materijal je providni provodni oksid, kreiran sa specijalizovanom tankoslojnom strukturom koja poboljšava transparentnost bez žrtvovanja provodljivosti. Pošto tehnologije i aplikacije veštačke inteligencije zahtevaju sve sposobnije materijale, ovaj revolucionarni razvoj nudi obećavajuće rešenje.
„Ovaj proboj menja igru za transparentne provodne materijale, omogućavajući nam da prevaziđemo ograničenja koja su godinama unazadila performanse dubokog ultraljubičastog uređaja“, rekao je Bharat Jalan, predsedavajući Shell i profesor na Odseku za hemijsko inženjerstvo Univerziteta u Minesoti i Nauka o materijalima.
Rad ne samo da pokazuje neviđenu kombinaciju transparentnosti i provodljivosti u dubokom ultraljubičastom spektru, već i utire put za inovacije u moćnim i optoelektronskim uređajima koji mogu da rade u najzahtevnijim okruženjima, objasnio je Jalan.
Prvi koautori studije Fengdeng Liu i Zhifei Iang, dr hemijskog inženjerstva i nauke o materijalima. studenti koji rade u Jalanovoj laboratoriji, rekli su da su dokazali da su svojstva materijala skoro savršena da bi se verovalo za ove elektronske aplikacije. Oni su sproveli više eksperimenata i eliminisali nedostatke u materijalu kako bi povećali njegove performanse.
„Kroz detaljnu elektronsku mikroskopiju, videli smo da je ovaj materijal čist bez očiglednih nedostataka, otkrivajući koliko moćni perovskiti na bazi oksida mogu biti kao poluprovodnici ako se kontrolišu defekti“, rekao je Andre Mkhoian, stariji autor na radu i Rai D. i Meri T. Džonson predsedavajuća i profesorka na Odseku za hemijsko inženjerstvo i nauku o materijalima Univerziteta u Minesoti.
Pored Jalana, Liua, Ianga i Mkhoiana, tim je uključivao Silo Guoa sa Odseka za hemijsko inženjerstvo i nauku o materijalima Univerziteta Minesote i David Abramovitch i Marco Bernardi sa Odeljenja za primenjenu fiziku i nauku o materijalima Kalifornijskog instituta za tehnologiju.
