Vedci z Minnesotskej univerzity vytvorili nový druh priehľadného polovodičového materiálu, ktorý je výnimočne efektívny a rýchly. Materiál je úplne umelého pôvodu a umožňuje rýchlejší pohyb elektrónov, pričom si zachováva priehľadnosť vo viditeľnom aj ultrafialovom spektre.

Vývoj nového materiálu patrí medzi prelomové kroky v oblasti polovodičov. Väčšina existujúcich vodivých materiálov je totiž nepriehľadná. Zatiaľ čo priehľadné materiály väčšinou nedosahujú vysokú vodivosť. Táto kombinácia vlastností je dôležitá najmä pre elektroniku a aplikácie, kde je nutné dosiahnuť optickú jasnosť pri zachovaní elektrickej funkčnosti.

Výnimočnosť tohto materiálu spočíva v jeho ultraširokom zakázanom pásme (band gap), ktoré je kľúčové pre jeho efektivitu v extrémnych podmienkach. Na tému upozornil portál Interesting Engineering.

Unsplash

Potenciál pre nové technológie

Táto revolúcia v dizajne polovodičov ponúka nové možnosti pre moderné technológie, od mobilných telefónov cez kvantové počítače až po umelú inteligenciu. Materiál bol vyvinutý ako priehľadný vodivý oxid s tenkou štruktúrou. To zvyšuje priehľadnosť a súčasne udržiava vysokú vodivosť. Vedúci tímu, profesor Bharat Jalan, vysvetľuje, že tento pokrok umožňuje zlepšenie výkonu zariadení v hlbokom ultrafialovom spektre. Prináša to sľubné aplikácie pre optoelektroniku v náročných prostrediach.

Fengdeng Liu a Zhifei Yang, doktorandi v oblasti chemického inžinierstva a materiálovej vedy, ktorí viedli túto štúdiu, vykonali sériu experimentov, aby odstránili defekty v materiáli a zlepšili jeho vlastnosti. Analýza cez elektronovú mikroskopiu potvrdila, že materiál je čistý a bez viditeľných defektov. To podľa ďalšieho autora štúdie, profesora Andreho Mkhoyana, podčiarkuje potenciál oxidových perovskitov ako výkonných polovodičov.

Budúcnosť efektívnejšej a čistejšej elektroniky

Výsledky tejto štúdie ukazujú, že nové transparentné polovodiče by mohli podporiť vývoj ešte efektívnejších a odolnejších zariadení pre dnešné i budúce technológie. Zariadenia využívajúce tento nový materiál by mohli nájsť uplatnenie v širokom spektre aplikácií, kde sa kladie dôraz na kombináciu priehľadnosti s vysokým výkonom.

Táto technológia predstavuje významný krok k riešeniam, ktoré spájajú optickú čistotu s výkonom. Prináša tiež inovatívne príležitosti pre vývoj elektroniky schopnej fungovať v náročných podmienkach.