Uma descoberta de dois cientistas do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia pode ajudar no desenvolvimento de dispositivos semicondutores de próxima geração.

Os pesquisadores, Kwangwook Park e Kirstin Alberi, experimentou a integração de dois semicondutores diferentes em uma heteroestrutura usando luz para modificar a interface entre eles. Tipicamente, os materiais semicondutores usados ​​em dispositivos eletrônicos são escolhidos com base em fatores como tendo uma estrutura cristalina semelhante, estrutura constante, e coeficientes de expansão térmica. A correspondência estreita cria uma interface perfeita entre as camadas e resulta em um dispositivo de alto desempenho. A capacidade de usar diferentes classes de semicondutores pode criar possibilidades adicionais para projetar novos, dispositivos altamente eficientes, mas apenas se as interfaces entre eles puderem ser formadas corretamente.

Park e Alberi determinaram que a luz ultravioleta (UV) aplicada diretamente à superfície do semicondutor durante o crescimento da heteroestrutura pode modificar a interface entre duas camadas. Seu papel, "Adaptando a formação de interface heterovalente com luz, " aparece em Relatórios Científicos .

"O valor real deste trabalho é que agora entendemos como a luz afeta a formação da interface, que pode orientar os pesquisadores na integração de uma variedade de semicondutores diferentes no futuro, "Park disse.

Os pesquisadores exploraram essa abordagem em um sistema modelo que consiste em uma camada de seleneto de zinco (ZnSe) cultivada no topo de uma camada de arsenieto de gálio (GaAs). Usando uma lâmpada de xenônio de 150 watts para iluminar a superfície de crescimento, eles determinaram os mecanismos de formação da interface estimulada pela luz, variando a intensidade da luz e as condições de iniciação da interface. Park e Alberi descobriram que a luz ultravioleta alterou a mistura de ligações químicas na interface por meio da dessorção fotoinduzida de átomos de arsênio na superfície de GaAs, resultando em uma maior porcentagem de ligações entre o gálio e o selênio, que ajudam a passivar a camada GaAs subjacente. A iluminação também permitiu que o ZnSe crescesse em temperaturas mais baixas para melhor regular a mistura de elementos na interface. Os cientistas do NREL sugeriram que a aplicação cuidadosa da iluminação UV pode ser usada para melhorar as propriedades ópticas de ambas as camadas.