Een ontdekking door twee wetenschappers van het National Renewable Energy Laboratory (NREL) van het Energy Department zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van halfgeleiderapparaten van de volgende generatie.

De onderzoekers, Kwangwookpark en Kirstin Alberi, geëxperimenteerd met het integreren van twee ongelijke halfgeleiders in een heterostructuur door licht te gebruiken om de interface tussen hen te wijzigen. Typisch, de halfgeleidermaterialen die in elektronische apparaten worden gebruikt, worden gekozen op basis van factoren als een vergelijkbare kristalstructuur, roosterconstante, en thermische uitzettingscoëfficiënten. De nauwe match zorgt voor een vlekkeloze interface tussen lagen en resulteert in een krachtig apparaat. De mogelijkheid om verschillende klassen halfgeleiders te gebruiken, zou extra mogelijkheden kunnen creëren voor het ontwerpen van nieuwe, zeer efficiënte apparaten, maar alleen als de interfaces ertussen goed gevormd kunnen worden.

Park en Alberi hebben vastgesteld dat ultraviolet (UV) licht dat tijdens heterostructuurgroei direct op het halfgeleideroppervlak wordt aangebracht, de interface tussen twee lagen kan wijzigen. hun papier, "Heterovalente interfacevorming afstemmen op licht, " verschijnt in Wetenschappelijke rapporten .

"De echte waarde van dit werk is dat we nu begrijpen hoe licht de vorming van interfaces beïnvloedt, die onderzoekers kunnen begeleiden bij het integreren van een verscheidenheid aan verschillende halfgeleiders in de toekomst, ' zei Park.

De onderzoekers onderzochten deze aanpak in een modelsysteem dat bestaat uit een laag zinkselenide (ZnSe) gegroeid op een laag galliumarsenide (GaAs). Met behulp van een 150 watt xenonlamp om het groeioppervlak te verlichten, ze bepaalden de mechanismen van door licht gestimuleerde interfacevorming door de lichtintensiteit en interface-initiatieomstandigheden te variëren. Park en Alberi ontdekten dat het UV-licht het mengsel van chemische bindingen aan het grensvlak veranderde door foto-geïnduceerde desorptie van arseenatomen op het GaAs-oppervlak. wat resulteert in een groter percentage bindingen tussen gallium en selenium, die helpen om de onderliggende GaAs-laag te passiveren. Door de verlichting kon het ZnSe ook bij lagere temperaturen worden gekweekt om de elementaire vermenging aan het grensvlak beter te reguleren. De NREL-wetenschappers suggereerden dat zorgvuldige toepassing van UV-verlichting kan worden gebruikt om de optische eigenschappen van beide lagen te verbeteren.