Cientistas vêem defeitos em novos semicondutores em potencial

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Uma equipe de pesquisa relatou ter visto, pela primeira vez, defeitos de escala atômica que ditam as propriedades de um novo e poderoso semicondutor

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O estudo, publicado no início deste mês na revista Physical Review X , mostra um aspecto fundamental de como o semicondutor, o óxido de beta gálio, controla a eletricidade.

“Nosso trabalho é tentar identificar por que esse material, chamado óxido de beta-gálio, age da maneira que age no nível fundamental”, disse Jared Johnson, principal autor do estudo e pesquisador associado do Centro de Eletrônica da Universidade Estadual de Ohio. Microscopia e Análise.

“É importante saber por que esse material tem as propriedades que possui e como atua como um semicondutor, e queríamos analisá-lo no nível atômico – para ver o que podíamos aprender”.

Os cientistas conhecem o óxido de beta-gálio há cerca de 50 anos, mas apenas nos últimos anos se tornou uma opção intrigante para os engenheiros que desejam criar tecnologias de alta potência mais confiáveis ​​e mais eficientes. O material é especialmente adequado para dispositivos usados ​​em condições extremas, como na indústria de defesa. A equipe estuda o óxido de beta-gálio por seu potencial de fornecer energia de alta densidade.

Para este estudo, a equipe do CEMAS, supervisionada por Jinwoo Hwang, professor assistente de ciência e engenharia de materiais, examinou o óxido de beta-gálio sob um poderoso microscópio eletrônico, para ver como os átomos do material interagiam.

O que eles viram confirmou uma teoria levantada pela primeira vez há uma década pelos teóricos: o óxido de beta-gálio tem uma forma de imperfeição em sua estrutura, algo que a equipe chama de “defeitos pontuais”, que são diferentes dos defeitos vistos anteriormente em outros materiais. Esses defeitos são importantes: por exemplo, eles podem ser lugares onde a eletricidade pode ser perdida no trânsito entre elétrons. Com a manipulação adequada, os defeitos também podem oferecer oportunidades para um controle sem precedentes das propriedades do material. Mas entender os defeitos deve acontecer antes de aprendermos a controlá-los.

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Uma estabilidade energética mais baixa significa que o material pode ter algumas falhas que precisam ser resolvidas para conduzir a eletricidade com eficiência, disse Johnson, mas elas não significam que o óxido de beta-gálio não seria necessariamente um bom semicondutor. De fato, os defeitos podem se comportar favoravelmente para conduzir eletricidade – se os cientistas puderem controlá-los.

“Este material tem propriedades muito boas para essas tecnologias de alta potência”, disse ele. “Mas é importante vermos isso no nível fundamental – estamos quase entendendo a ciência por trás desse material e como ele funciona, porque esse defeito, essas anormalidades, podem afetar a maneira como ele funciona como um semicondutor”.

Sua comida pode ajudar a criar colas mais grudentas e seguras para laptops, embalagens e móveis

Você não pode fazer cola de um sanduíche de presunto – mas poderá usar os componentes desse alimento para criar um adesivo forte.

Esse é o pensamento por trás da tecnologia desenvolvida por um grupo de cientistas da Universidade Purdue, que se inspiraram na cozinha e no oceano para criar colas fortes. O trabalho da equipe foi publicado na edição de 8 de outubro da Advanced Sustainable Systems .

“Os adesivos são usados ​​em quase todos os produtos de consumo que tocamos todos os dias”, disse Gudrun Schmidt, professor associado de prática da Faculdade de Ciências de Purdue, que ajudou a liderar a equipe de pesquisa.

“Gostaríamos de deixar este planeta um lugar melhor para as gerações futuras. Acontece que criar novos adesivos é uma maneira de chegarmos lá”.

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