Il nitruro di indio è un materiale promettente per l'uso in elettronica, ma difficile da produrre. Scienziati dell'Università di Linköping, Svezia, hanno sviluppato una nuova molecola che può essere utilizzata per creare nitruro di indio di alta qualità, rendendo possibile l'utilizzo in, Per esempio, elettronica ad alta frequenza. I risultati sono stati pubblicati in Chimica dei materiali .

La larghezza di banda attualmente utilizzata per il trasferimento dati wireless sarà presto esaurita. Se vogliamo continuare a trasmettere quantità sempre maggiori di dati, la larghezza di banda disponibile deve essere aumentata portando in uso ulteriori frequenze. Il nitruro di indio può essere parte della soluzione.

"Poiché gli elettroni si muovono attraverso il nitruro di indio con estrema facilità, è possibile inviare elettroni avanti e indietro attraverso il materiale a velocità molto elevate, e creare segnali con frequenze estremamente alte. Ciò significa che il nitruro di indio può essere utilizzato nell'elettronica ad alta frequenza, dove può fornire, Per esempio, nuove frequenze per il trasferimento dati wireless, "dice Henrik Pedersen, professore di chimica inorganica presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia all'Università di Linköping. Ha condotto lo studio, che è stato recentemente pubblicato in Chimica dei materiali .

Il nitruro di indio è costituito da azoto e un metallo, indio. È un semiconduttore e può quindi essere utilizzato nei transistor, su cui si basano tutti i dispositivi elettronici. Il problema è che è difficile produrre film sottili di nitruro di indio. I film sottili di materiali semiconduttori simili sono spesso prodotti utilizzando un metodo consolidato noto come deposizione chimica da vapore, o CVD, in cui temperature comprese tra 800 e 1, Vengono utilizzati 000 gradi Celsius. Però, il nitruro di indio si scompone nei suoi costituenti, indio e azoto, quando viene riscaldato sopra i 600 gradi Celsius.

Gli scienziati che hanno condotto il presente studio hanno utilizzato una variante di CVD nota come deposizione di strati atomici, o ALD, in cui si utilizzano temperature più basse. Hanno sviluppato una nuova molecola, noto come triazenide di indio. Nessuno aveva lavorato con tali triazenidi di indio in precedenza, ei ricercatori della LiU hanno presto scoperto che la molecola di triazenide è un eccellente materiale di partenza per la produzione di film sottili. La maggior parte dei materiali utilizzati nell'elettronica deve essere prodotta lasciando crescere un film sottile su una superficie che controlla la struttura cristallina del materiale elettronico. Il processo è noto come crescita epitassiale. I ricercatori hanno scoperto che è possibile ottenere una crescita epitassiale del nitruro di indio se si utilizza il carburo di silicio come substrato, qualcosa che prima non si sapeva. Per di più, il nitruro di indio così prodotto è estremamente puro, e tra i nitruri di indio della più alta qualità al mondo.

"La molecola che abbiamo prodotto, un triazenide di indio, rende possibile l'uso del nitruro di indio nei dispositivi elettronici. Abbiamo dimostrato che è possibile produrre nitruro di indio in modo tale da garantire che sia sufficientemente puro da essere descritto come un vero materiale elettronico, " dice Henrik Pedersen.

I ricercatori hanno scoperto un altro fatto sorprendente. È generalmente accettato tra coloro che usano l'ALD che le molecole non dovrebbero reagire o essere scomposte in alcun modo in fase gassosa. Ma quando i ricercatori hanno cambiato la temperatura del processo di rivestimento, hanno scoperto che non ce n'è uno solo, ma due, temperature alle quali il processo era stabile.

"L'indio triazenide si scompone in frammenti più piccoli in fase gassosa, e questo migliora il processo ALD. Questo è un cambiamento di paradigma all'interno dell'ALD, che utilizza molecole che non sono completamente stabili nella fase gassosa. Dimostriamo che possiamo ottenere un risultato finale migliore se permettiamo alla nuova molecola di degradarsi in una certa misura in fase gassosa, " dice Henrik Pedersen.

I ricercatori stanno ora esaminando molecole di triazenide simili con altri metalli oltre all'indio, e hanno ottenuto risultati promettenti quando li utilizzano per produrre molecole per l'ALD.