Nowy półprzewodnik zastąpi krzem?

Fot. Pixabay CC0

Zasadą działania wszystkich komponentów elektronicznych jest istnienie dwóch pasm: walencyjnego i przewodzenia. Elektrony można przenosić z tego pierwszego na drugie za pomocą światła i napięcia elektrycznego. Okazuje się, że niektóre materiały organiczne mogą być wykorzystywane w tych samych celach co krzemowe półprzewodniki, ważne bowiem jest tzw. pasmo wzbronione, czyli różnica między poziomami energii elektronów.

Badacze pod kierownictwem chemika dr Michaela J. Bojdysa z Uniwersytetu Humboldta w Berlinie stworzyli nowy organiczny materiał półprzewodnikowy. Grafitowy azotek węgla na bazie triazyny (TGCN) to kombinacja tylko atomów węgla i azotu. Co ciekawe, można go „hodować" na kwarcowym podłożu.

Podobobnie jak w przypadku grafenu, mikrostruktura materiału przypomina dwuwymiarowe plastry miodu. Jednak w przeciwieństwie do niego, TGCN charakteryzuje się wielokrotnie wyższym przewodnictwem prostopadłym niż płaskim, co czyni go doskonałym kandydatem do zastosowania w optoelektronice.

Przyczyna tego stanu rzeczy może leżeć w charakterystycznym sposobie poruszania się elektronów między pasmami. Jednak jak komentuje dr Christoph Merschjann: „Nie rozumiemy jeszcze w pełni właściwości transportu ładunku w tym materiale i chcemy dalej je badać".

Dr Bojdys dodaje: „TGCN jest najlepszym kandydatem do zastąpienia zwykłych nieorganicznych półprzewodników, takich jak krzem i ich kluczowe domieszki, z których niektóre są rzadkimi elementami. Proces produkcji, który opracowaliśmy w mojej grupie na Humboldt-Universität, produkuje płaskie warstwy półprzewodnikowego TGCN na izolującym podłożu kwarcowym. Ułatwia to skalowanie i prostą produkcję urządzeń elektronicznych".