p A microeletrônica utiliza vários materiais funcionais cujas propriedades os tornam adequados para aplicações específicas. Por exemplo, transistores e dispositivos de armazenamento de dados são feitos de silício, e a maioria das células fotovoltaicas usadas para gerar eletricidade a partir da luz solar também são feitas atualmente desse material semicondutor. Em contraste, semicondutores compostos, como nitreto de gálio, são usados ​​para gerar luz em elementos optoeletrônicos, como diodos emissores de luz (LEDs). Os processos de fabricação também são diferentes para as várias classes de materiais. p Transcendendo o labirinto de materiais e métodos

p Materiais híbridos de perovskita prometem simplificação - organizando os componentes orgânicos e inorgânicos do cristal semicondutor em uma estrutura específica. "Eles podem ser usados ​​para fabricar todos os tipos de componentes microeletrônicos, modificando sua composição, "diz o Prof. Emil List-Kratochvil, chefe de um Grupo de Pesquisa Conjunta no HZB e Humboldt-Universität.

p O que mais, processar cristais de perovskita é comparativamente simples. “Eles podem ser produzidos a partir de uma solução líquida, para que você possa construir o componente desejado, uma camada de cada vez, diretamente no substrato, "explica o físico.

p Primeiras células solares de uma impressora jato de tinta, agora diodos emissores de luz também

p Cientistas do HZB já mostraram nos últimos anos que as células solares podem ser impressas a partir de uma solução de compostos semicondutores - e hoje são líderes mundiais nessa tecnologia. Agora, pela primeira vez, a equipe conjunta da HZB e da HU Berlin conseguiu produzir diodos emissores de luz funcionais dessa maneira. O grupo de pesquisa usou uma perovskita de haleto metálico para esse propósito. Este é um material que promete eficiência particularmente alta na geração de luz - mas, por outro lado, é difícil de processar.

p "Até agora, não foi possível produzir esses tipos de camadas semicondutoras com qualidade suficiente a partir de uma solução líquida, "diz List-Kratochvil. Por exemplo, LEDs podem ser impressos apenas a partir de semicondutores orgânicos, mas estes fornecem apenas uma luminosidade modesta. "O desafio era como fazer com que o precursor semelhante ao sal que imprimimos no substrato cristalizasse rápida e uniformemente, usando algum tipo de atrativo ou catalisador, "explica o cientista. A equipe escolheu um cristal semente para esse propósito:um cristal de sal que se liga ao substrato e provoca a formação de uma grade para as camadas subsequentes de perovskita.

p Características óticas e eletrônicas significativamente melhores

p Desta maneira, os pesquisadores criaram LEDs impressos que possuem luminosidade muito mais alta e propriedades elétricas consideravelmente melhores do que poderiam ser alcançadas anteriormente usando processos de manufatura aditiva. Mas para List-Kratochvil, este sucesso é apenas um passo intermediário no caminho para a micro e optoeletrônica do futuro que ele acredita que será baseada exclusivamente em semicondutores híbridos de perovskita. "As vantagens oferecidas por uma única classe de materiais universalmente aplicável e um único processo simples e econômico para a fabricação de qualquer tipo de componente são impressionantes, "diz o cientista. Ele está, portanto, planejando fabricar todos os componentes eletrônicos importantes dessa forma nos laboratórios de HZB e HU Berlin.

p List-Kratochvil é Professor de Dispositivos Híbridos na Humboldt-Universität zu Berlin e chefe de um Laboratório Conjunto fundado em 2018 que é operado pela HU em conjunto com a HZB. Além disso, uma equipe liderada conjuntamente por List-Kratochvil e a cientista do HZB, Dra. Eva Unger, está trabalhando no Helmholtz Innovation Lab HySPRINT no desenvolvimento de processos de revestimento e impressão - também conhecidos no jargão técnico como "manufatura aditiva" - para perovskitas híbridas. Estes são cristais que possuem uma estrutura perovskita que contém componentes orgânicos e inorgânicos.