Materia prima utilizada para fabricar semiconductores de dióxido de estaño. Crédito:© 2020 Nakao et al.
La movilidad es un parámetro clave para el rendimiento de los semiconductores y se relaciona con la rapidez y la facilidad con que los electrones pueden moverse dentro de una sustancia. Los investigadores han logrado ahora la mayor movilidad entre las películas delgadas de dióxido de estaño jamás reportada. Esta alta movilidad podría permitir a los ingenieros crear semiconductores de dióxido de estaño delgados e incluso transparentes para usar en luces LED de próxima generación. Paneles solares fotovoltaicos o tecnologías de visualización sensible al tacto.
El estaño y el oxígeno se pueden combinar de cierta manera para convertirse en dióxido de estaño, un material que se puede convertir en un semiconductor. Los semiconductores son la base de los chips de computadora, Paneles solares y más. Desde la década de 1960, El dióxido de estaño se ha utilizado en aplicaciones industriales que incluyen sensores de gas y electrodos transparentes para dispositivos solares. El material es adecuado para estas cosas debido a su gran movilidad. Para la mayoría de las aplicaciones, más alto es mejor. Sin embargo, la alta movilidad del óxido de estaño solo era posible en cristales a granel grandes, hasta ahora.
"Demostramos la mayor movilidad jamás lograda en una película delgada de óxido de estaño. La movilidad mejorada no solo mejora la conductividad sino también la transparencia del material, "dijo Shoichiro Nakao, investigador del Departamento de Química de la Universidad de Tokio. "Generalmente, la transparencia y la conductividad no pueden coexistir en un material. Los materiales transparentes típicos como el vidrio o el plástico son aislantes, mientras que los materiales conductores como los metales son opacos. Pocos materiales exhiben una conductividad transparente, ¡es muy interesante! "
Se utiliza un láser enfocado para crear películas delgadas de dióxido de estaño. Crédito:© 2020 Nakao et al.
Cuanto más transparente es un semiconductor, más luz puede dejar pasar. Nakao y su equipo han hecho una película delgada de óxido de estaño que permite el paso de la luz visible y la luz del infrarrojo cercano. Este es un gran beneficio para la eficiencia de conversión de energía de los paneles solares fotovoltaicos, pero otros usos podrían incluir pantallas táctiles mejoradas con mayor precisión y capacidad de respuesta, o luces LED más eficientes.
La película fina de dióxido de estaño final creció sobre vidrio para producir energía fotovoltaica eficiente. Crédito:© 2020 Nakao et al.
"Nuestro método de producción fue clave para crear una sustancia con estas propiedades. Usamos un láser altamente enfocado para evaporar gránulos de dióxido de estaño puro y depositar o cultivar material exactamente como lo queríamos". ", dijo Nakao." Tal proceso nos permite explorar diferentes condiciones de crecimiento, así como cómo incorporar sustancias adicionales. Esto significa que podemos dotar a los semiconductores de dióxido de estaño con una gran movilidad y una funcionalidad útil ".
