"Các kỹ sư tại Viện Massachusetts Công nghệ (MIT) báo cáo rằng họ đã tạo ra những bộ phim chất lượng cao đầu tiên trong loạt phim mới Semiconductor nguyên vật liệu. Trưởng nhóm nghiên cứu, Rafael Jaramillo, gọi thành tích này là “cá voi trắng” vì ông đã theo đuổi thành tích này trong nhiều năm và nếu lịch sử lặp lại, nó có thể ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kỹ thuật.
"
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) báo cáo rằng họ đã tạo ra những bộ phim chất lượng cao đầu tiên trong loạt phim mới. bán dẫn nguyên vật liệu. Trưởng nhóm nghiên cứu, Rafael Jaramillo, gọi thành tích này là “cá voi trắng” vì ông đã theo đuổi thành tích này trong nhiều năm và nếu lịch sử lặp lại, nó có thể ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kỹ thuật.
Khả năng tạo ra màng mỏng chất lượng cao của các dòng chất bán dẫn khác đã kéo theo sự xuất hiện của máy tính, pin mặt trời, camera nhìn đêm, v.v.
Jaramillo chỉ ra rằng khi một vật liệu mới được giới thiệu, bước đột phá khoa học quan trọng nhất chỉ có thể đạt được khi thu được vật liệu chất lượng cao nhất. “Việc nghiên cứu các vật liệu chất lượng thấp thường dẫn đến sự phủ nhận sai lầm về mối quan tâm khoa học và tiềm năng công nghệ của chúng”.
Ngoài ra, ông còn cho biết họ chất bán dẫn mới này, được gọi là chalcogenide perovskites, có thể được sử dụng trong pin mặt trời và đèn chiếu sáng. Tuy nhiên, ông chỉ ra rằng lịch sử nghiên cứu chất bán dẫn cho thấy các dòng chất bán dẫn mới thường được tung ra thị trường theo những cách không thể đoán trước.
Vì vật liệu mới có khả năng siêu ổn định và được làm từ các nguyên tố rẻ tiền, không độc hại nên Jaramillo rất hào hứng với tiềm năng của nó. Được biết, lớp màng do nhóm của Jaramillo tạo ra bao gồm bari, zirconi và lưu huỳnh. Nó có cấu trúc tinh thể cụ thể, là một hợp chất peroxide đồng thau điển hình. “Bạn có thể thực hiện thay đổi bằng cách thay đổi thành phần. Vì vậy, nó thực sự là một nhóm vật liệu chứ không phải chỉ dùng một lần,” Jaramillo nói.
Tác phẩm này đã được xuất bản trên tạp chí Vật liệu chức năng nâng cao vào ngày 3 tháng 2021 năm XNUMX. Đồng tác giả của Jaramillo bao gồm Ida Sadeghi, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu (DMSE) và tác giả đầu tiên của bài báo, Kevin Ye, Michael Xu và Yifei Li, sinh viên tốt nghiệp của DMSE, và James M. LeBeau, phó giáo sư của John Chipman tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại MIT.
Điều này được hiểu rằng Jaramillo và các đồng nghiệp sử dụng một kỹ thuật gọi là epit Wax chùm phân tử (MBE) để phát triển màng mỏng chất lượng cao của họ. Công nghệ này cho phép kiểm soát sự phát triển tinh thể ở cấp độ nguyên tử, nhưng điều này khó thực hiện và không đảm bảo sự thành công của vật liệu mới. Jaramillo chỉ ra rằng bất chấp điều này, lịch sử của công nghệ bán dẫn cho thấy giá trị của việc phát triển MBE, “Đây là lý do tại sao nó đáng để thử”.
Đúng như tên gọi của nó, MBE về cơ bản hướng một chùm phân tử tới một sự sắp xếp cụ thể của các nguyên tử trên bề mặt. Sự sắp xếp các nguyên tử này cung cấp một khuôn mẫu cho các phân tử bị đẩy ra và cho phép chúng phát triển trên đó. “Đây là lý do tại sao tốc độ tăng trưởng epiticular có thể cung cấp cho bạn những bộ phim chất lượng cao nhất. Những vật liệu này biết cách phát triển”, Jaramillo nói.
Một yếu tố khác càng làm cho độ khó của công việc này trở nên trầm trọng hơn. Jaramillo chỉ ra rằng việc sản xuất loại hóa chất này rất khó khăn, chúng sẽ có mùi và làm dính thiết bị. MBE cần được thực hiện trong buồng chân không, nhưng Jaramillo kể lại rằng vào thời điểm đó chúng chưa được đưa vào buồng chân không.
Hideo Hosono, giáo sư tại Viện Công nghệ Tokyo, người không tham gia nghiên cứu, cho biết: “Phim (do Jaramillo và cộng sự tạo ra) hiển thị hình ảnh mịn như gương. Đây là kết quả của bề mặt phẳng nguyên tử và chất lượng rất tốt. Chúng tôi có thể dự đoán, việc hiện thực hóa sản xuất thiết bị như pin mặt trời và đèn LED xanh sẽ là mục tiêu tiếp theo.”
Hiện tại, nhóm của Jaramillo đang tập trung vào hai lĩnh vực: khám phá những vấn đề cơ bản để hiểu rõ hơn về vật liệu và tích hợp chúng vào pin mặt trời.
Mặc dù perovskite halogenua không phải là trọng tâm duy nhất của Jaramillo trong phòng thí nghiệm MIT. Jaramillo nói: “Nhưng đây chắc chắn là dự án mà chúng tôi tự hào nhất vì nó tốn nhiều công sức nhất và sự hài lòng bị trì hoãn nhiều nhất”.
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) báo cáo rằng họ đã tạo ra những tấm màng chất lượng cao đầu tiên trong một loạt vật liệu bán dẫn mới. Trưởng nhóm nghiên cứu, Rafael Jaramillo, gọi thành tích này là “cá voi trắng” vì ông đã theo đuổi thành tích này trong nhiều năm và nếu lịch sử lặp lại, nó có thể ảnh hưởng đến nhiều lĩnh vực kỹ thuật.
Khả năng tạo ra màng mỏng chất lượng cao của các dòng chất bán dẫn khác đã kéo theo sự xuất hiện của máy tính, pin mặt trời, camera nhìn đêm, v.v.
Jaramillo chỉ ra rằng khi một vật liệu mới được giới thiệu, bước đột phá khoa học quan trọng nhất chỉ có thể đạt được khi thu được vật liệu chất lượng cao nhất. “Việc nghiên cứu các vật liệu chất lượng thấp thường dẫn đến sự phủ nhận sai lầm về mối quan tâm khoa học và tiềm năng công nghệ của chúng”.
Ngoài ra, ông còn cho biết họ chất bán dẫn mới này, được gọi là chalcogenide perovskites, có thể được sử dụng trong pin mặt trời và đèn chiếu sáng. Tuy nhiên, ông chỉ ra rằng lịch sử nghiên cứu chất bán dẫn cho thấy các dòng chất bán dẫn mới thường được tung ra thị trường theo những cách không thể đoán trước.
Vì vật liệu mới có khả năng siêu ổn định và được làm từ các nguyên tố rẻ tiền, không độc hại nên Jaramillo rất hào hứng với tiềm năng của nó. Được biết, lớp màng do nhóm của Jaramillo tạo ra bao gồm bari, zirconi và lưu huỳnh. Nó có cấu trúc tinh thể cụ thể, là một hợp chất peroxide đồng thau điển hình. “Bạn có thể thực hiện thay đổi bằng cách thay đổi thành phần. Vì vậy, nó thực sự là một nhóm vật liệu chứ không phải chỉ dùng một lần,” Jaramillo nói.
Tác phẩm này đã được xuất bản trên tạp chí Vật liệu chức năng nâng cao vào ngày 3 tháng 2021 năm XNUMX. Đồng tác giả của Jaramillo bao gồm Ida Sadeghi, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu (DMSE) và tác giả đầu tiên của bài báo, Kevin Ye, Michael Xu và Yifei Li, sinh viên tốt nghiệp của DMSE, và James M. LeBeau, phó giáo sư của John Chipman tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại MIT.
Điều này được hiểu rằng Jaramillo và các đồng nghiệp sử dụng một kỹ thuật gọi là epit Wax chùm phân tử (MBE) để phát triển màng mỏng chất lượng cao của họ. Công nghệ này cho phép kiểm soát sự phát triển tinh thể ở cấp độ nguyên tử, nhưng điều này khó thực hiện và không đảm bảo sự thành công của vật liệu mới. Jaramillo chỉ ra rằng bất chấp điều này, lịch sử của công nghệ bán dẫn cho thấy giá trị của việc phát triển MBE, “Đây là lý do tại sao nó đáng để thử”.
Đúng như tên gọi của nó, MBE về cơ bản hướng một chùm phân tử tới một sự sắp xếp cụ thể của các nguyên tử trên bề mặt. Sự sắp xếp các nguyên tử này cung cấp một khuôn mẫu cho các phân tử bị đẩy ra và cho phép chúng phát triển trên đó. “Đây là lý do tại sao tốc độ tăng trưởng epiticular có thể cung cấp cho bạn những bộ phim chất lượng cao nhất. Những vật liệu này biết cách phát triển”, Jaramillo nói.
Một yếu tố khác càng làm cho độ khó của công việc này trở nên trầm trọng hơn. Jaramillo chỉ ra rằng việc sản xuất loại hóa chất này rất khó khăn, chúng sẽ có mùi và làm dính thiết bị. MBE cần được thực hiện trong buồng chân không, nhưng Jaramillo kể lại rằng vào thời điểm đó chúng chưa được đưa vào buồng chân không.
Hideo Hosono, giáo sư tại Viện Công nghệ Tokyo, người không tham gia nghiên cứu, cho biết: “Phim (do Jaramillo và cộng sự tạo ra) hiển thị hình ảnh mịn như gương. Đây là kết quả của bề mặt phẳng nguyên tử và chất lượng rất tốt. Chúng tôi có thể dự đoán, việc hiện thực hóa sản xuất thiết bị như pin mặt trời và đèn LED xanh sẽ là mục tiêu tiếp theo.”
Hiện tại, nhóm của Jaramillo đang tập trung vào hai lĩnh vực: khám phá những vấn đề cơ bản để hiểu rõ hơn về vật liệu và tích hợp chúng vào pin mặt trời.
Mặc dù perovskite halogenua không phải là trọng tâm duy nhất của Jaramillo trong phòng thí nghiệm MIT. Jaramillo nói: “Nhưng đây chắc chắn là dự án mà chúng tôi tự hào nhất vì nó tốn nhiều công sức nhất và sự hài lòng bị trì hoãn nhiều nhất”.
Các liên kết: FF200R12KE3G 6MBI100L-060