Un descubrimiento de dos científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía podría ayudar al desarrollo de dispositivos semiconductores de próxima generación.

Los investigadores, Parque Kwangwook y Kirstin Alberi, Experimentó con la integración de dos semiconductores diferentes en una heteroestructura mediante el uso de luz para modificar la interfaz entre ellos. Típicamente, los materiales semiconductores utilizados en los dispositivos electrónicos se eligen en función de factores tales como tener una estructura cristalina similar, constante de celosía, y coeficientes de expansión térmica. La coincidencia cercana crea una interfaz impecable entre capas y da como resultado un dispositivo de alto rendimiento. La capacidad de utilizar diferentes clases de semiconductores podría crear posibilidades adicionales para diseñar nuevos, dispositivos altamente eficientes, pero solo si las interfaces entre ellos se pueden formar correctamente.

Park y Alberi determinaron que la luz ultravioleta (UV) aplicada directamente a la superficie del semiconductor durante el crecimiento de la heteroestructura puede modificar la interfaz entre dos capas. Su papel "Adaptación de la formación de interfaces heterovalentes con luz, " aparece en Informes científicos .

"El valor real de este trabajo es que ahora entendemos cómo la luz afecta la formación de la interfaz, que puede guiar a los investigadores en la integración de una variedad de semiconductores diferentes en el futuro, "Dijo Park.

Los investigadores exploraron este enfoque en un sistema modelo que consiste en una capa de seleniuro de zinc (ZnSe) cultivada sobre una capa de arseniuro de galio (GaAs). Usando una lámpara de xenón de 150 vatios para iluminar la superficie de crecimiento, determinaron los mecanismos de formación de la interfaz estimulada por la luz variando la intensidad de la luz y las condiciones de iniciación de la interfaz. Park y Alberi encontraron que la luz ultravioleta alteraba la mezcla de enlaces químicos en la interfaz a través de la desorción fotoinducida de átomos de arsénico en la superficie de GaAs. resultando en un mayor porcentaje de enlaces entre galio y selenio, que ayudan a pasivar la capa subyacente de GaAs. La iluminación también permitió que el ZnSe creciera a temperaturas más bajas para regular mejor la mezcla elemental en la interfaz. Los científicos de NREL sugirieron que se puede utilizar una aplicación cuidadosa de la iluminación ultravioleta para mejorar las propiedades ópticas de ambas capas.