(Phys.org) - Vrijwel alle halfgeleiders die tegenwoordig in elektronische apparaten worden gebruikt, zijn gemaakt van silicium met een kubische kristalstructuur, zoals silicium natuurlijk kristalliseert in de kubische vorm. In een nieuwe studie, onderzoekers hebben silicium gefabriceerd in een hexagonale kristalstructuur, die naar verwachting nieuwe optische, elektrisch, supergeleidend, en mechanische eigenschappen vergeleken met kubisch silicium.

De onderzoekers, onder leiding van Erik P.A.M. Bakkers, hoogleraar natuurkunde aan de Technische Universiteit Eindhoven en de Technische Universiteit Delft, zowel in Nederland, hebben een paper over hun werk gepubliceerd in een recent nummer van Nano-letters .

"Normaal kubisch silicium kan geen licht uitstralen vanwege zijn indirecte bandafstand, "Bakkers vertelde" Phys.org . “Er zijn berekeningen die aantonen dat hexagonaal silicium gemengd met germanium licht moet kunnen uitstralen. Lichtemissie in de elektronica-industrie is al meer dan 40 jaar een belangrijk doel. Hiermee zouden we optische communicatie direct op elektronische chips kunnen integreren. het huidige werk, we hebben laten zien dat we zuiver hexagonaal silicium kunnen maken. Dit is eigenlijk de eerste duidelijke demonstratie hiervan."

Zoals de onderzoekers uitleggen, dit is niet de eerste keer dat hexagonaal silicium is gemeld; echter, eerdere methoden hadden moeite met het beheersen van de kristalvorming en misten ook het vermogen om de hexagonale structuur ondubbelzinnig te verifiëren.

In de nieuwe studie de onderzoekers hebben beide tekortkomingen aangepakt door nieuwe methoden voor fabricage en structurele karakterisering te gebruiken. De nieuwe fabricagemethode omvat het afzetten van silicium op een sjabloon van hexagonale nanodraden bij hoge temperaturen, resulterend in hoogwaardig hexagonaal silicium. Door de verticale groei van de nanodraden, er is geen overlap die interfereert met metingen die de hexagonale structuur kenmerken, ondubbelzinnige structurele verificatie mogelijk maken.

De onderzoekers hopen dat de nieuwe methode voor het vervaardigen van hoogwaardig hexagonaal silicium een ​​volledige beoordeling van de eigenschappen van het materiaal mogelijk zal maken, en uiteindelijk leiden tot een manier om een ​​nieuwe klasse halfgeleiders te synthetiseren. In de nabije toekomst, ze zijn van plan dezelfde methode te gebruiken om hexagonale versies van germanium en silicium-germaniumverbindingen te fabriceren, die bijzonder nuttig zou kunnen zijn voor de hierboven beschreven optische elektronische toepassingen die Bakkers heeft.

"De volgende stap is om germanium te mengen en de optische eigenschappen te bestuderen, Bakkers zei. "Dit lijkt te werken, maar er wordt aan gewerkt."

© 2015 Fys.org