Els transistors i els conductors que els connecten, rutinàriament estan fets per els milers de milions de les superfície de les bases de silici, que després es tallen en els "xips" i que s'utilitzen en els computadores, telèfons, rellotges i molts altres aparells electrònics. Però, com es fan aquestes bases de silici?
El diòxid de silici, ha de ser fossat i fos, moment en què un cristall de silici elemental es posa en contacte amb el silici fos que diposita lentament els àtoms de silici a la base. Les masses pures de silici, creixen lentament, amb uns lingot sencer, que poden mesurar un diàmetre que és de més de 30 centímetres. Aquests lingots de silici a continuació es tallen en pols i llistons, creant un substrat sobre el qual es construeixen circuits formats per un gran nombre de transistors, díodes i altres dispositius electrònics.
 |
| Font: Spectrum.ieee.org/ |
No és estrany, que des de fa temps els enginyers elèctrics busquessin maneres més fàcils de crear el substrat en què formen les seves creacions. Des del començament dels anys 2000, han estat capaços de produir transistors i dispositius similars que utilitzen capes primes de silici i altres materials semiconductors aplicats a substrats aïllants. Però això també requereix tècniques de fabricació bastant complicades, sovint cal un alt nivell de buit.
Un altre enfocament, és el processament de solucions de semiconductors. Això és possible, per exemple, amb una classe de materials híbrids orgànics-inorgànics que tenen estructures cristal·lines que coincideixen amb el del mineral perovskite. Aquests semiconductors de perovskita es poden formar simplement recobrint, per exemple, una peça de vidre amb la solució química adequada i deixant-la assecar.
Aquest enfocament s'ha utilitzat, en particular, per produir unes cel·les fotovoltaiques molt eficients, que poden competir amb les cel·les solars de silici tradicionals. També s'ha utilitzat per crear fotodetectors basats en perovskita i díodes emissors de llum .
 |
| Font: Spectrum.ieee.org |
Els enginyers estan estenent l'aplicació d'aquests semiconductors fàcils de fabricar de perovskita en un nou àmbit: els transistors d'efectes de camp (FET). Un equip internacional dirigit per Aram Amassian a la North Carolina State University de Raleigh, NC, ha demostrat per primera vegada la construcció de transistors d'efecte de camp utilitzant un semiconductor perovskita híbrid de cristall únic.
Tot i que el disseny de cel·les solars de perovskitas ha madurat fins al punt de comercialització, fer que els perovskites híbrids funcionen com a transistors d'efectes de camp ha estat molt més un repte. Això reflecteix el fet que les pel·lícules de perovskitas solen consistir en múltiples cristalls amb orientacions aleatòries. Aquests materials policristal·lins inclouen límits de grans i diferents tipus de defectes en les seves xarxes de cristall atòmic, que limiten el rendiment dels portadors de càrrega (electrons o "forats").
Per a una cèl·la solar de pel·lícula prima, els perovskitas policristalins poden ser suficients, perquè els portadors de càrrega han de moure's només uns pocs centenars de nanòmetres pel gruix del material. Però en un transistor d'efecte de camp, els transportistes de càrrega haurien de recórrer més distàncies. Fer el transistor d'un semiconductor d'un sol cristall funcionaria molt millor així.
 |
| Font: Spectrum.ieee.org |
La superfície superior incloïa dos contactes elèctrics d'or, que funcionaven com la font i el desguàs del transistor. El fons d'aquest prototip experimental, de silici cobert per diòxid de silici, va servir com a porta d'entrada i aïllament de la porta del transistor.
Així doncs, el FET creat per l'equip d'Amassian encara es basa en un substrat de silici. Però Amassian explica que utilitzen el silici només per facilitar el treball pioner: també es poden utilitzar altres materials, inclosos els vidres o els plàstics, per exemple.
Font: IEEE Spectrum
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada