تیمی از محققان Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) و Humboldt-Universität zu Berlin برای اولین بار موفق به تولید دیودهای ساطع کننده نور (LED) از یک ماده نیمه رسانای ترکیبی پروسکیت با استفاده از چاپ جوهر افشان شده اند. این راه را برای استفاده گسترده از این مواد در ساخت انواع مختلف قطعات الکترونیکی باز می کند. دانشمندان با کمک ترفندی به موفقیت دست یافتند:"؛ تلقیح GG؛ (یا بذرپاشی) سطح با کریستالهای خاص.
میکروالکترونیک از مواد کاربردی مختلفی استفاده می کند که خواص آنها را برای کاربردهای خاص مناسب می کند. به عنوان مثال ، ترانزیستورها و دستگاه های ذخیره داده از سیلیکون ساخته شده اند و بیشتر سلول های فتوولتائیک مورد استفاده برای تولید برق از نور خورشید نیز در حال حاضر از این ماده نیمه هادی ساخته شده اند. در مقابل ، از نیمه هادیهای ترکیبی مانند نیترید گالیم برای تولید نور در عناصر الکترونیکی مانند دیودهای ساطع کننده نور (LED) استفاده می شود. فرآیندهای ساخت نیز برای طبقات مختلف مواد متفاوت است.
فراتر از پیچ و خم مواد و روش ها
مواد پروسکیت ترکیبی نوید ساده شدن را می دهند - با تنظیم اجزای آلی و غیر آلی بلور نیمه رسانا در یک ساختار خاص. پروفسور Emil List-Kratochvil ، رئیس یک گروه تحقیقاتی مشترک در HZB و Humboldt-Universitt ، می گوید: "آنها می توانند برای تولید انواع اجزای میکروالکترونیک با اصلاح ترکیب آنها استفاده شود."
آنچه بیشتر از&# 39 است ، پردازش کریستالهای پروسکایت نسبتاً ساده است." ؛ آنها می توانند از یک محلول مایع تولید شوند ، بنابراین شما می توانید م componentلفه مورد نظر را هر بار یک لایه به طور مستقیم روی بستر&بسازید.
ابتدا سلول های خورشیدی از چاپگر جوهر افشان ، اکنون دیودهای ساطع کننده نور نیز هستند
دانشمندان HZB قبلاً در سالهای اخیر نشان داده اند که سلولهای خورشیدی را می توان از محلول ترکیبات نیمه هادی چاپ کرد - و امروزه در این فن آوری رهبران جهانی هستند. اکنون برای اولین بار ، تیم مشترک HZB و HU Berlin موفق به تولید دیودهای تابش نور عملکردی به این روش شده اند. گروه تحقیق برای این منظور از پروسکیت متال هالید استفاده کردند. این ماده ای است که نویدبخش بهره وری بالا در تولید نور است - اما از طرف دیگر پردازش آن دشوار است.
GG quot ؛ تاکنون ، تولید این نوع لایه های نیمه هادی با کیفیت کافی از محلول مایع" ، امکان پذیر نیست ، می گوید List-Kratochvil. به عنوان مثال ، LED ها می توانند فقط از نیمه هادی های آلی چاپ شوند ، اما اینها فقط درخشندگی متوسطی را ارائه می دهند."؛ چالش این بود که چگونه با استفاده از نوعی جاذب یا کاتالیزور&، پیش ماده نمکی مانند که روی لایه آن چاپ کردیم سریع و یکنواخت متبلور شود ، دانشمند توضیح می دهد. این تیم یک کریستال بذر را برای این منظور انتخاب کردند: یک کریستال نمکی که خود را به لایه زیرین متصل می کند و باعث ایجاد شبکه ای برای لایه های بعدی پروسکیت می شود.
ویژگی های نوری و الکترونیکی به طور قابل توجهی بهتر است
به این ترتیب ، محققان LED های چاپی ایجاد کردند که دارای درخشندگی بسیار بالاتر و خصوصیات الکتریکی قابل ملاحظه ای بهتر از مواردی است که قبلاً با استفاده از فرایندهای تولید مواد افزودنی بدست آمده بود. اما از نظر لیست-کراتوچویل ، این موفقیت تنها یک گام میانی در راه دستیابی به میکرو و اپتوالکترونیک آینده است که به اعتقاد وی اساساً بر اساس نیمه هادی های ترکیبی پروسکایت خواهد بود. دانشمند می گوید: مزایای ارائه شده توسط یک گروه مواد قابل استفاده جهانی و یک فرآیند ساده و مقرون به صرفه برای تولید هر نوع جز component قابل توجه است. بنابراین او در حال برنامه ریزی است که در نهایت تمام قطعات مهم الکترونیکی را از این طریق در آزمایشگاه های HZB و HU برلین تولید کند.
