Hiilen saastuminen estää galliumelektroniikkaa
Entä jos lähes näkyvä hiilikerros oli se asia, joka pidätti sähköajoneuvoasi tai älykästä verkkoa tehokkaammasta?Se on juuri sitä, mitä Cornell -tutkijat paljastivat - ja ratkaisivat.
Kuvittele, että suunnittelet voimakasta uutta elektroniikkaa - vain huomata, että joskus ne toimivat kauniisti ja joskus eivät ollenkaan.Se on dilemma -tutkijat, jotka kohtaavat beetagalliumoksidia, lupaavaa puolijohdetta, joka on mainittu tuleville sähköajoneuvoille ja sähköverkoille.Huolimatta erittäin leveästä kaistavälien ja korkeajännitepotentiaalistaan, sen kanssa rakennetut laitteet osoittivat arvaamatonta suorituskykyä.Miksi?Kenelläkään ei ollut selkeää vastausta - kunnes nyt.
Cornell-tutkijat ovat osoittaneet piilotetun saboteerin: nanometri-ohut hiilikontaminaation kerros, joka usein jätetään valmistusmenetelmillä tai jopa vain ilmalla.Tämä mikroskooppinen este hajottaa kriittisen metalliohjausrajapinnan, tukahduttaen virran virtauksen niiden laitteissa, jotka on tarkoitettu tehokkaasti tehon tuottamiseksi.
Tohtoritutkija Naomi Pieczulewski ja Team menivät kaivamaan - atomitasolla.Käyttämällä skannauslähetyselektronimikroskopiaa ja edistynyttä kuvantamista, he vertasivat kahta standardista tapoja levittää metallikoskettimia beetagalliumoksidiin: tavanomainen nostomenetelmä ja metalli-ensimmäinen lähestymistapa.
He löysivät silmien avaamista.Nostonäytteet osoittivat metallin ja puolijohteen väliin jääneiden jäännöshiilen, joka oli fotoresistimateriaalien jäljellä.Samaan aikaan edes metalli-ensimmäinen prosessi ei ollut immuuni-AIR-altistuminen tuo myös hiilen.
Ryhmä ei lopettanut diagnoosia - he toimittivat parannuksen.Yhden tunnin UV-tsonikäsittely poisti hiilen nostonäytteistä, saavuttaen vain 0,05 ohmin millimetrien erittäin pienen kosketuskestävyyden-kaikkien aikojen pienimmän, joka ei ole annettu galliumoksidilla.Yksinkertainen viiden minuutin aktiivinen happiprosessi puhdisti myös metalli-ensisijaiset rajapinnat. Tämä yhteistyöpyrkimys yhdisti kaikki seitsemän AFRL-Cornell Access Center -yhtiön yhteistyötä Boise State- ja Micron-panokset Semiconductor Research Corporationin kautta.
"Tämä on askelmuutos erittäin laajuiselle kaistalevyn elektroniikalle", sanoi Pieczulewski."Se ei ole räikeä, mutta se on perusta galliumoksidilaitteiden siirtämiselle laboratoriosta reaalimaailman sovelluksiin."
