"Jurutera di Massachusetts Institute of Teknologi (MIT) melaporkan bahawa mereka mencipta filem berkualiti tinggi pertama dalam siri baharu Semikonduktor bahan. Penyelidik utama kajian, Rafael Jaramillo, menggelar pencapaian ini sebagai "paus putih" kerana dia telah mengejar pencapaian ini selama bertahun-tahun, dan jika sejarah berulang, ia mungkin menjejaskan pelbagai bidang teknikal.
"
Jurutera di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) melaporkan bahawa mereka mencipta filem pertama berkualiti tinggi dalam siri baharu semikonduktor bahan. Penyelidik utama kajian, Rafael Jaramillo, menggelar pencapaian ini sebagai "paus putih" kerana dia telah mengejar pencapaian ini selama bertahun-tahun, dan jika sejarah berulang, ia mungkin menjejaskan pelbagai bidang teknikal.
Keupayaan untuk mencipta filem nipis berkualiti tinggi daripada siri semikonduktor lain telah membawa kemunculan komputer, sel solar, kamera penglihatan malam, dsb.
Jaramillo menegaskan bahawa apabila bahan baharu diperkenalkan, kejayaan saintifik yang paling penting hanya boleh dicapai apabila bahan berkualiti tinggi boleh diperolehi. "Menyelidik bahan berkualiti rendah sering membawa kepada penafian palsu terhadap kepentingan saintifik dan potensi teknologi mereka."
Di samping itu, beliau berkata bahawa keluarga semikonduktor baharu ini, yang dipanggil perovskit chalcogenide, boleh digunakan dalam sel solar dan pencahayaan. Walau bagaimanapun, beliau menegaskan bahawa sejarah penyelidikan semikonduktor menunjukkan bahawa keluarga semikonduktor baru biasanya dilancarkan dalam cara yang tidak dapat diramalkan.
Oleh kerana bahan baharu itu mempunyai keupayaan ultra-stabil dan diperbuat daripada unsur murah dan tidak toksik, Jaramillo teruja dengan potensinya. Dilaporkan bahawa filem ciptaan pasukan Jaramillo itu terdiri daripada barium, zirkonium dan sulfur. Ia mempunyai struktur kristal tertentu, yang merupakan peroksida sebatian loyang biasa. “Anda boleh membuat perubahan dengan menukar ramuan. Oleh itu, ia benar-benar satu keluarga bahan, bukan hanya sekali sahaja,” kata Jaramillo.
Kerja ini telah diterbitkan dalam Bahan Fungsian Lanjutan pada 3 November 2021. Pengarang bersama Jaramillo termasuk Ida Sadeghi, seorang felo pasca doktoral di Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan (DMSE) dan pengarang pertama kertas kerja, Kevin Ye, Michael Xu dan Yifei Li, pelajar siswazah DMSE, dan James M. LeBeau, profesor bersekutu John Chipman di Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan di MIT.
Difahamkan bahawa Jaramillo dan rakan sekerja menggunakan teknik yang dipanggil molecular beam epitaxy (MBE) untuk mengembangkan filem nipis berkualiti tinggi mereka. Teknologi ini membolehkan kawalan tahap atom bagi pertumbuhan kristal, tetapi ini sukar dilakukan dan tidak menjamin kejayaan bahan baharu. Jaramillo menegaskan bahawa walaupun ini, sejarah teknologi semikonduktor menunjukkan nilai membangunkan MBE, "Inilah sebabnya ia patut dicuba."
Seperti namanya, MBE pada dasarnya mengarahkan rasuk molekul ke susunan atom tertentu di permukaan. Susunan atom ini menyediakan templat untuk molekul yang dikeluarkan dan membolehkan mereka berkembang di atasnya. “Inilah sebabnya pertumbuhan epitaxial boleh memberikan anda filem berkualiti tinggi. Bahan-bahan ini tahu bagaimana untuk berkembang, "kata Jaramillo.
Faktor lain telah memburukkan lagi kesukaran kerja ini. Jaramillo menegaskan bahawa pembuatan bahan kimia seperti ini sangat sukar, mereka akan berbau dan menjadikan peralatan melekit. MBE perlu dijalankan dalam kebuk vakum, tetapi Jaramillo ingat bahawa mereka tidak dimasukkan ke dalam kebuk vakum pada masa itu.
Hideo Hosono, seorang profesor di Institut Teknologi Tokyo yang tidak terlibat dalam penyelidikan itu, berkata: “Filem (yang dicipta oleh Jaramillo et al.) menunjukkan imej yang licin cermin. Ini adalah hasil daripada permukaan rata atom dan kualitinya sangat baik. Kami boleh meramalkan, Realisasi pembuatan peralatan seperti sel solar dan LED hijau akan menjadi sasaran seterusnya."
Pada masa ini, kumpulan Jaramillo memfokuskan pada dua bidang: meneroka isu asas untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bahan, dan menyepadukannya ke dalam sel solar.
Walaupun perovskit halida bukanlah satu-satunya tumpuan Jaramillo di makmal MIT. "Tetapi ini pastinya projek yang paling kami banggakan kerana ia mengambil usaha yang paling banyak dan kepuasan yang paling tertangguh," kata Jaramillo.
Jurutera di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) melaporkan bahawa mereka mencipta filem pertama berkualiti tinggi dalam siri bahan semikonduktor baharu. Penyelidik utama kajian, Rafael Jaramillo, menggelar pencapaian ini sebagai "paus putih" kerana dia telah mengejar pencapaian ini selama bertahun-tahun, dan jika sejarah berulang, ia mungkin menjejaskan pelbagai bidang teknikal.
Keupayaan untuk mencipta filem nipis berkualiti tinggi daripada siri semikonduktor lain telah membawa kemunculan komputer, sel solar, kamera penglihatan malam, dsb.
Jaramillo menegaskan bahawa apabila bahan baharu diperkenalkan, kejayaan saintifik yang paling penting hanya boleh dicapai apabila bahan berkualiti tinggi boleh diperolehi. "Menyelidik bahan berkualiti rendah sering membawa kepada penafian palsu terhadap kepentingan saintifik dan potensi teknologi mereka."
Di samping itu, beliau berkata bahawa keluarga semikonduktor baharu ini, yang dipanggil perovskit chalcogenide, boleh digunakan dalam sel solar dan pencahayaan. Walau bagaimanapun, beliau menegaskan bahawa sejarah penyelidikan semikonduktor menunjukkan bahawa keluarga semikonduktor baru biasanya dilancarkan dalam cara yang tidak dapat diramalkan.
Oleh kerana bahan baharu itu mempunyai keupayaan ultra-stabil dan diperbuat daripada unsur murah dan tidak toksik, Jaramillo teruja dengan potensinya. Dilaporkan bahawa filem ciptaan pasukan Jaramillo itu terdiri daripada barium, zirkonium dan sulfur. Ia mempunyai struktur kristal tertentu, yang merupakan peroksida sebatian loyang biasa. “Anda boleh membuat perubahan dengan menukar ramuan. Oleh itu, ia benar-benar satu keluarga bahan, bukan hanya sekali sahaja,” kata Jaramillo.
Kerja ini telah diterbitkan dalam Bahan Fungsian Lanjutan pada 3 November 2021. Pengarang bersama Jaramillo termasuk Ida Sadeghi, seorang felo pasca doktoral di Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan (DMSE) dan pengarang pertama kertas kerja, Kevin Ye, Michael Xu dan Yifei Li, pelajar siswazah DMSE, dan James M. LeBeau, profesor bersekutu John Chipman di Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan di MIT.
Difahamkan bahawa Jaramillo dan rakan sekerja menggunakan teknik yang dipanggil molecular beam epitaxy (MBE) untuk mengembangkan filem nipis berkualiti tinggi mereka. Teknologi ini membolehkan kawalan tahap atom bagi pertumbuhan kristal, tetapi ini sukar dilakukan dan tidak menjamin kejayaan bahan baharu. Jaramillo menegaskan bahawa walaupun ini, sejarah teknologi semikonduktor menunjukkan nilai membangunkan MBE, "Inilah sebabnya ia patut dicuba."
Seperti namanya, MBE pada dasarnya mengarahkan rasuk molekul ke susunan atom tertentu di permukaan. Susunan atom ini menyediakan templat untuk molekul yang dikeluarkan dan membolehkan mereka berkembang di atasnya. “Inilah sebabnya pertumbuhan epitaxial boleh memberikan anda filem berkualiti tinggi. Bahan-bahan ini tahu bagaimana untuk berkembang, "kata Jaramillo.
Faktor lain telah memburukkan lagi kesukaran kerja ini. Jaramillo menegaskan bahawa pembuatan bahan kimia seperti ini sangat sukar, mereka akan berbau dan menjadikan peralatan melekit. MBE perlu dijalankan dalam kebuk vakum, tetapi Jaramillo ingat bahawa mereka tidak dimasukkan ke dalam kebuk vakum pada masa itu.
Hideo Hosono, seorang profesor di Institut Teknologi Tokyo yang tidak terlibat dalam penyelidikan itu, berkata: “Filem (yang dicipta oleh Jaramillo et al.) menunjukkan imej yang licin cermin. Ini adalah hasil daripada permukaan rata atom dan kualitinya sangat baik. Kami boleh meramalkan, Realisasi pembuatan peralatan seperti sel solar dan LED hijau akan menjadi sasaran seterusnya."
Pada masa ini, kumpulan Jaramillo memfokuskan pada dua bidang: meneroka isu asas untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang bahan, dan menyepadukannya ke dalam sel solar.
Walaupun perovskit halida bukanlah satu-satunya tumpuan Jaramillo di makmal MIT. "Tetapi ini pastinya projek yang paling kami banggakan kerana ia mengambil usaha yang paling banyak dan kepuasan yang paling tertangguh," kata Jaramillo.
Pautan: FF200R12KE3G 6MBI100L-060