"Ingegneri del Massachusetts Institute of Tecnologia (MIT) hanno riferito di aver creato i primi film di alta qualità in una nuova serie di Semiconduttore materiali. Il ricercatore capo dello studio, Rafael Jaramillo, ha chiamato questa impresa la sua "balena bianca" perché ha perseguito questa impresa per molti anni e, se la storia si ripete, potrebbe interessare più campi tecnici.
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Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno riferito di aver creato i primi film di alta qualità in una nuova serie di semiconduttore materiali. Il ricercatore capo dello studio, Rafael Jaramillo, ha chiamato questa impresa la sua "balena bianca" perché ha perseguito questa impresa per molti anni e, se la storia si ripete, potrebbe interessare più campi tecnici.
La capacità di creare film sottili di alta qualità di altre serie di semiconduttori ha portato alla nascita di computer, celle solari, telecamere per la visione notturna, ecc.
Jaramillo ha sottolineato che quando viene introdotto un nuovo materiale, la scoperta scientifica più importante può essere raggiunta solo quando è possibile ottenere materiale di altissima qualità. "La ricerca di materiali di bassa qualità spesso porta a false smentite del loro interesse scientifico e potenziale tecnologico".
Inoltre, ha affermato che questa nuova famiglia di semiconduttori, le cosiddette perovskiti calcogenuri, può essere utilizzata nelle celle solari e nell'illuminazione. Tuttavia, ha sottolineato che la storia della ricerca sui semiconduttori mostra che le nuove famiglie di semiconduttori vengono solitamente lanciate in modi imprevedibili.
Poiché il nuovo materiale ha capacità ultra stabili ed è composto da elementi economici e non tossici, Jaramillo è entusiasta del suo potenziale. È stato riferito che il film creato dal team di Jaramillo è composto da bario, zirconio e zolfo. Ha una struttura cristallina specifica, che è un tipico perossido di ottone. “Puoi apportare modifiche cambiando gli ingredienti. Pertanto, è davvero una famiglia di materiali, non solo pezzi unici", ha affermato Jaramillo.
Questo lavoro è stato pubblicato su Advanced Functional Materials il 3 novembre 2021. I coautori di Jaramillo includono Ida Sadeghi, borsista post-dottorato presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali (DMSE) e il primo autore dell'articolo, Kevin Ye, Michael Xu e Yifei Li, studenti laureati del DMSE, e James M. LeBeau, professore associato di John Chipman nel Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali al MIT.
Resta inteso che Jaramillo e colleghi utilizzano una tecnica chiamata epitassia a fascio molecolare (MBE) per far crescere i loro film sottili di alta qualità. Questa tecnologia consente il controllo a livello atomico della crescita dei cristalli, ma questo è difficile da fare e non garantisce il successo del nuovo materiale. Jaramillo ha sottolineato che nonostante ciò, la storia della tecnologia dei semiconduttori mostra il valore dello sviluppo di MBE, "Ecco perché vale la pena provare".
Come suggerisce il nome, MBE dirige essenzialmente un raggio molecolare verso una specifica disposizione di atomi sulla superficie. Questa disposizione degli atomi fornisce un modello per le molecole espulse e consente loro di crescere su di esso. “Questo è il motivo per cui la crescita epitassiale può fornire pellicole di altissima qualità. Questi materiali sanno come crescere", ha detto Jaramillo.
Un altro fattore ha ulteriormente aggravato la difficoltà di questo lavoro. Jaramillo ha sottolineato che la produzione di questo tipo di prodotti chimici è molto difficile, puzzano e rendono l'attrezzatura appiccicosa. L'MBE deve essere eseguito in una camera a vuoto, ma Jaramillo ha ricordato che in quel momento non erano stati inseriti nella camera a vuoto.
Hideo Hosono, un professore del Tokyo Institute of Technology che non è stato coinvolto nella ricerca, ha dichiarato: “Il film (creato da Jaramillo et al.) mostra un'immagine speculare. Questo è il risultato della superficie atomicamente piatta e la qualità è molto buona. Possiamo prevedere che il prossimo obiettivo sarà la realizzazione di apparecchiature di produzione come celle solari e LED verdi.
Attualmente, il gruppo di Jaramillo si sta concentrando su due aree: esplorare le questioni di base per ottenere una migliore comprensione dei materiali e integrarli nelle celle solari.
Anche se l'alogenuro perovskite non è l'unico obiettivo di Jaramillo nel laboratorio del MIT. "Ma questo è sicuramente il progetto di cui siamo più orgogliosi perché ha richiesto il maggior sforzo e la gratificazione più ritardata", ha affermato Jaramillo.
Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno riferito di aver creato i primi film di alta qualità in una nuova serie di materiali semiconduttori. Il ricercatore capo dello studio, Rafael Jaramillo, ha chiamato questa impresa la sua "balena bianca" perché ha perseguito questa impresa per molti anni e, se la storia si ripete, potrebbe interessare più campi tecnici.
La capacità di creare film sottili di alta qualità di altre serie di semiconduttori ha portato alla nascita di computer, celle solari, telecamere per la visione notturna, ecc.
Jaramillo ha sottolineato che quando viene introdotto un nuovo materiale, la scoperta scientifica più importante può essere raggiunta solo quando è possibile ottenere materiale di altissima qualità. "La ricerca di materiali di bassa qualità spesso porta a false smentite del loro interesse scientifico e potenziale tecnologico".
Inoltre, ha affermato che questa nuova famiglia di semiconduttori, le cosiddette perovskiti calcogenuri, può essere utilizzata nelle celle solari e nell'illuminazione. Tuttavia, ha sottolineato che la storia della ricerca sui semiconduttori mostra che le nuove famiglie di semiconduttori vengono solitamente lanciate in modi imprevedibili.
Poiché il nuovo materiale ha capacità ultra stabili ed è composto da elementi economici e non tossici, Jaramillo è entusiasta del suo potenziale. È stato riferito che il film creato dal team di Jaramillo è composto da bario, zirconio e zolfo. Ha una struttura cristallina specifica, che è un tipico perossido di ottone. “Puoi apportare modifiche cambiando gli ingredienti. Pertanto, è davvero una famiglia di materiali, non solo pezzi unici", ha affermato Jaramillo.
Questo lavoro è stato pubblicato su Advanced Functional Materials il 3 novembre 2021. I coautori di Jaramillo includono Ida Sadeghi, borsista post-dottorato presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali (DMSE) e il primo autore dell'articolo, Kevin Ye, Michael Xu e Yifei Li, studenti laureati del DMSE, e James M. LeBeau, professore associato di John Chipman nel Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali al MIT.
Resta inteso che Jaramillo e colleghi utilizzano una tecnica chiamata epitassia a fascio molecolare (MBE) per far crescere i loro film sottili di alta qualità. Questa tecnologia consente il controllo a livello atomico della crescita dei cristalli, ma questo è difficile da fare e non garantisce il successo del nuovo materiale. Jaramillo ha sottolineato che nonostante ciò, la storia della tecnologia dei semiconduttori mostra il valore dello sviluppo di MBE, "Ecco perché vale la pena provare".
Come suggerisce il nome, MBE dirige essenzialmente un raggio molecolare verso una specifica disposizione di atomi sulla superficie. Questa disposizione degli atomi fornisce un modello per le molecole espulse e consente loro di crescere su di esso. “Questo è il motivo per cui la crescita epitassiale può fornire pellicole di altissima qualità. Questi materiali sanno come crescere", ha detto Jaramillo.
Un altro fattore ha ulteriormente aggravato la difficoltà di questo lavoro. Jaramillo ha sottolineato che la produzione di questo tipo di prodotti chimici è molto difficile, puzzano e rendono l'attrezzatura appiccicosa. L'MBE deve essere eseguito in una camera a vuoto, ma Jaramillo ha ricordato che in quel momento non erano stati inseriti nella camera a vuoto.
Hideo Hosono, un professore del Tokyo Institute of Technology che non è stato coinvolto nella ricerca, ha dichiarato: “Il film (creato da Jaramillo et al.) mostra un'immagine speculare. Questo è il risultato della superficie atomicamente piatta e la qualità è molto buona. Possiamo prevedere che il prossimo obiettivo sarà la realizzazione di apparecchiature di produzione come celle solari e LED verdi.
Attualmente, il gruppo di Jaramillo si sta concentrando su due aree: esplorare le questioni di base per ottenere una migliore comprensione dei materiali e integrarli nelle celle solari.
Anche se l'alogenuro perovskite non è l'unico obiettivo di Jaramillo nel laboratorio del MIT. "Ma questo è sicuramente il progetto di cui siamo più orgogliosi perché ha richiesto il maggior sforzo e la gratificazione più ritardata", ha affermato Jaramillo.
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