цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » В поисках следующего более совершенного полупроводника: оксид меди против кремния


В поисках следующего более совершенного полупроводника: оксид меди против кремния

Автор: Mike(admin) от 21-06-2021, 03:05

Когда дело доходит до полупроводниковых материалов, кремний (Si) и нитрид-галлия (GaN) являются крупными игроками. Однако, в зависимости от того, кого вы спрашиваете, всегда полезно оставлять варианты открытыми. Материал, который продолжает появляться в научных исследованиях – это оксид меди (или оксид меди (I)).


В поисках следующего более совершенного полупроводника: оксид меди против кремния

Оксид меди был одним из первых материалов, обладающих полупроводниковыми свойствами. В этой статье рассматриваются некоторые преимущества и использование этого уникального материала.


Оксид меди – это полупроводник, известный своей шириной запрещенной зоны в диапазоне 2,0–2,2 эВ и своими фотоэлектрическими свойствами. Как оксид меди p-типа с химической формулой Cu2O, он может существовать в виде тонкой пленки или наночастиц, предлагая новые физические свойства, полезные для фундаментальных исследований из-за своей низкой стоимости.


За последние несколько десятилетий исследователи определили различные методы синтеза закиси меди. Даже при обширных исследованиях серьезным препятствием при использовании большинства этих методов является получение смешанной фазы Cu, CuO и Cu2O, что приводит к редкому применению закиси меди в качестве полупроводника.


В поисках следующего более совершенного полупроводника: оксид меди против кремния

Несмотря на этот недостаток в приложениях, он потенциально может использоваться в солнечных элементах, прозрачной электронике, электродах перезаряжаемых литиевых батарей и мемристорах.


Исследования закиси меди продолжаются, а именно для изучения ее электронных свойств и потенциала как полупроводникового материала. Одна исследовательская группа сообщила об улучшении его оптических свойств для применения в фотокатализе и сенсорных устройствах, когда он легирован 12,5% цинка. Согласно другой группе, легирование его элементом F с концентрацией 0,34% снижает его ширину запрещенной зоны до 1,91 эВ с 1,96 эВ. Однако он увеличивает фотоэдс и плотность фототока до 0,4457 В и 2,79 мА/см2 соответственно. Это указывает на то, что свойства закиси меди постоянно улучшаются, что может расширить область ее применения.


Основные применения закиси меди в электронике включают суперконденсаторы, литий-ионные батареи, фотокатализ, преобразование солнечной энергии и сенсорные приложения. Хотя эти приложения в настоящее время ограничены, их все же стоит изучить. Оксид меди подходит для использования в качестве анодного материала в литий-ионных аккумуляторах благодаря своей контролируемой структуре, полиморфным формам и высокой циклической емкости. Из-за обилия меди и кислорода в природе, соответствующей ширины запрещенной зоны для поглощения видимого света и относительно простого и дешевого изготовления оксид меди подходит для крупномасштабного преобразования солнечной энергии.


Тонкие пленки оксида меди можно использовать для обнаружения газа путем адсорбции молекул газа на своей поверхности, что, следовательно, вызывает заметное изменение электропроводности. В частности, оксид меди, синтезированный термическим окислением, может обнаруживать газообразный метан с высокой чувствительностью, быстрым откликом и временем восстановления.


В поисках следующего более совершенного полупроводника: оксид меди против кремния

Большая ширина запрещенной зоны для GaN означает, что требуется более высокая энергия для возбуждения валентных электронов в зоне проводимости полупроводника. Однако оксид меди и Si с относительно меньшей шириной запрещенной зоны требует меньшей энергии, что делает их предпочтительным выбором, если ширина запрещенной зоны является решающим фактором. В целом при рассмотрении подвижности электронов закись меди оказалась в невыгодном положении по сравнению с двумя другими, что означает, что электроны движутся быстрее в Si и GaN. Несмотря на эту неудачу, при дальнейших исследованиях закись меди может иметь потенциал, в зависимости от ее применения.




© digitrode.ru




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий