По мнению исследовательской группы, использование этого нового полупроводника в электронике, например, в компьютерных процессорах или медицинском оборудовании для визуализации, может помочь им работать более эффективно.
Новый полупроводниковый
материал, созданный путем объединения химических элементов германия и олова, способен поглощать и излучать свет эффективнее, чем широко используемые полупроводники на основе кремния.
По словам исследователей, он работает, облегчая преобразование света в электрическую энергию и наоборот, что крайне важно для работы так называемых оптоэлектронных устройств.
Хотя предыдущие исследования предполагали, что сплав германия и олова теоретически может выступать в качестве эффективного полупроводника для преобразования света в электрическую энергию, его производство оказалось чрезвычайно сложной задачей, отчасти потому, что элементы не вступают в химическую реакцию друг с другом в обычных условиях.
Экстремальные условия:
Теперь группа исследователей из Эдинбурга создала не просто материал, а совершенно новый класс полупроводников из германия и олова.
Метод включает нагрев смесей германия и олова до температуры более 1200 °C при одновременном приложении давления до 10 гигапаскалей — примерно в 100 раз превышающего давление на дне Марианской впадины, самой глубокой точки океана.
В результате получаются сплавы германия и олова, стабильные при комнатной температуре и давлении, которые, по словам исследователей, могут эффективно функционировать в качестве полупроводников.
Исследование, опубликованное в журнале Journal of the American Chemical Society, было поддержано Европейской комиссией. Открытая версия статьи доступна здесь.
В работе участвовали исследователи из инженерного и геологического факультетов Эдинбургского университета, Центра геологических наук им. Гельмгольца GFZ, Университета Лилля, Университета Гренобль-Альпы, Университета Байройта и Европейского синхротронного центра.
«Эта работа открывает новые возможности для проектирования материалов благодаря разработанному нами новому методу создания реакционной способности и направленного извлечения материалов с желаемой кристаллической структурой. Здесь это продемонстрировано для решения растущих энергетических потребностей электронных устройств и центров обработки данных, которым необходимы инновационные пути получения новых материалов, способных повысить энергоэффективность за счет использования света», — объясняет доктор Джордж Сергиу с инженерного факультета.
