Un gruppo di ricerca della City University di Hong Kong (CityU) ha recentemente ottenuto con successo la costruzione priva di disadattamento reticolare di nanofili eterostruttura nucleo-guscio III-V/calcogenuro per applicazioni elettroniche e optoelettroniche. Questa svolta affronta sfide tecnologiche cruciali legate al problema del disadattamento del reticolo nella crescita di semiconduttori eterostruttura di alta qualità, portando a un trasporto dei portatori e a proprietà fotoelettriche migliorati.
Per decenni, la sfida di produrre semiconduttori eterostruttura di alta qualità è continuata, ostacolata principalmente dal problema del disadattamento del reticolo all’interfaccia. Questa limitazione ha limitato il potenziale di questi materiali per applicazioni elettroniche e optoelettroniche ad alte prestazioni.
In uno sforzo rivoluzionario per superare questo ostacolo, il gruppo di ricerca ha inizialmente introdotto un metodo pionieristico per la sintesi priva di disadattamenti reticolari di nanofili eterostruttura nucleo-guscio III-V/calcogenuro progettati per applicazioni di dispositivi.
Il loro studio, intitolato "Lattice-mismatch-free building of III-V/chalcogenide core-shell heterostructure nanowires", è stato pubblicato su Nature Communications .
"A livello nanometrico, le caratteristiche della superficie svolgono un ruolo fondamentale nel governare le proprietà dei materiali a bassa dimensionalità. Le proprietà tensioattive degli atomi di calcogenuro contribuiscono in modo significativo alla promessa dell'elettronica di eterogiunzione nucleo-guscio per affrontare le esigenze tecnologiche in evoluzione", ha affermato il professor Johnny Ho, vicepresidente associato (Enterprise) e professore del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali presso CityU, che ha guidato la ricerca.
"I progressi raggiunti in questo studio segnano un passo sostanziale verso l'utilizzo efficiente dei semiconduttori eterostruttura III-V, aprendo la strada ad applicazioni ad alte prestazioni, in particolare nel campo dell'Internet delle cose (IoT), che potrebbero essere altrimenti irraggiungibili utilizzando approcci alternativi", ha aggiunto il professor Ho.
Allineato con il rilevatore di terza generazione SWaP 3 concetto (dimensioni, peso, potenza, prezzo, prestazioni), l'ultima generazione di dispositivi optoelettronici tende alla miniaturizzazione, alla flessibilità e all'intelligenza, ha sottolineato il professor Ho. "La costruzione priva di disadattamento reticolare dei nanofili eterostruttura core-shell rappresenta una grande promessa per lo SWaP ultrasensibile di prossima generazione 3 optoelettronica", ha affermato.
Questa ricerca pionieristica comprende la progettazione di materiali innovativi, lo sviluppo di nuovi processi e l'esplorazione di nuove applicazioni optoelettroniche. L'obiettivo iniziale prevede lo studio di un guscio amorfo composto da reti di legami covalenti calcogenuri, strategicamente impiegato per affrontare il problema del disadattamento reticolare che circonda il nucleo III-V.
Il riuscito raggiungimento di un'efficace costruzione priva di disadattamento reticolare nell'eterostruttura nucleo-guscio introduce proprietà optoelettroniche non convenzionali. In particolare, queste proprietà includono fotorisposta bidirezionale, fotorilevamento a infrarossi assistito dalla luce visibile e fotorilevamento a infrarossi migliorato.
Ulteriori informazioni: Fengjing Liu et al, Costruzione priva di reticoli di nanofili eterostruttura nucleo-guscio III-V/calcogenuro, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43323-x
Fornito dalla City University of Hong Kong
