Rörlighet är en nyckelparameter för halvledarprestanda och relaterar till hur snabbt och enkelt elektroner kan röra sig inuti ett ämne. Forskare har nu uppnått den högsta rörligheten bland tunna filmer av tennioxid som någonsin rapporterats. Denna höga rörlighet kan göra det möjligt för ingenjörer att skapa tunna och till och med transparenta tennioxidhalvledare för användning i nästa generations LED-lampor, solcellspaneler eller beröringskänslig displayteknik.

Tenn och syre kan kombineras på ett visst sätt för att bli tendioxid, ett material som kan göras till en halvledare. Halvledare är grunden för datorchips, solpaneler och mer. Sedan 1960 -talet har tennioxid har funnits användning i industriella applikationer, inklusive gassensorer och transparenta elektroder för solceller. Materialet är lämpligt för dessa saker på grund av dess höga rörlighet. För de flesta applikationer, högre är bättre. Dock, den höga rörligheten för tennoxid var endast möjlig i stora bulkkristaller, tills nu.

"Vi visade den högsta rörligheten i en tunn film av tennoxid som någonsin uppnåtts. Förbättrad rörlighet förbättrar inte bara konduktiviteten utan också materialets transparens, "sa Shoichiro Nakao, en forskare från Institutionen för kemi vid University of Tokyo. "Rent generellt, transparens och konduktivitet kan inte samexistera i ett material. Typiska transparenta material som glas eller plast är isolerande, medan ledande material som metaller är ogenomskinliga. Få material uppvisar transparent konduktivitet - det är mycket intressant! "

Ju mer transparent en halvledare är, desto mer ljus kan den släppa igenom. Nakao och hans team har gjort en tunn tennoxidfilm som gör att synligt ljus och nära-infrarött ljus kan passera. Detta är en stor fördel för effektomvandlingseffektiviteten hos solcellspaneler, men andra användningsområden kan inkludera förbättrade pekskärmar med ännu bättre noggrannhet och lyhördhet, eller mer effektiva LED -lampor.

"Vår produktionsmetod var nyckeln till att skapa ett ämne med dessa egenskaper. Vi använde en mycket fokuserad laser för att avdunsta pellets av ren tennioxid och avsätta eller odla material precis som vi ville ha det, "sa Nakao." En sådan process gör att vi kan utforska olika tillväxtförhållanden samt hur vi ska införliva ytterligare ämnen. Detta innebär att vi kan förse tindioxidhalvledare med hög rörlighet och användbar funktionalitet. "