28 ก.ย. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) เซมิคอนดักเตอร์ถือเป็นหัวใจสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิด หากไม่มีเซมิคอนดักเตอร์ คอมพิวเตอร์ของเราไม่สามารถประมวลผลและเก็บข้อมูลได้ และหลอดไฟ LED (ไดโอดเปล่งแสง) จะสูญเสียความสามารถในการส่องแสง แต่การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก การขึ้นรูปวัสดุเซมิคอนดักเตอร์จากทราย (ซิลิคอนออกไซด์) ใช้พลังงานความร้อนจำนวนมาก ที่อุณหภูมิร้อนจัดประมาณ 2,700 องศาฟาเรนไฮต์ และกระบวนการทำให้บริสุทธิ์และประกอบวัตถุดิบทั้งหมดที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์อาจใช้เวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดใหม่ที่เรียกว่า "หมึกหลายองค์ประกอบ" อาจทำให้กระบวนการนั้นใช้ความร้อนน้อยลงและยั่งยืนมากขึ้น พัฒนาโดยนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) และ UC Berkeley "หมึกหลายองค์ประกอบ" เป็นเซมิคอนดักเตอร์ "เอนโทรปีสูง" ตัวแรกที่สามารถประมวลผลได้ที่อุณหภูมิต่ำหรืออุณหภูมิห้อง ความก้าวหน้าดังกล่าวได้รับการรายงานในวารสารเมื่อเร็วๆ นี้ ธรรมชาติ (“ผลึกเดี่ยวเพอร์รอฟสไกต์เฮไลด์เอนโทรปีสูงทำให้เสถียรด้วยเคมีอ่อน”).
รูปภาพของเวเฟอร์ซิลิคอน นักวิทยาศาสตร์ของ Berkeley Lab ได้พัฒนา "หมึกหลายองค์ประกอบ" ซึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดใหม่ที่สามารถทำให้เกิดแนวทางที่ยั่งยืนมากขึ้นในการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์ หมึกหลายองค์ประกอบต่างจากซิลิคอนตรงที่สามารถแปรรูปได้ที่อุณหภูมิห้อง “วิธีดั้งเดิมในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์นั้นใช้พลังงานมากและเป็นหนึ่งในแหล่งสำคัญของการปล่อยก๊าซคาร์บอน” Peidong Yang ผู้เขียนอาวุโสด้านการศึกษากล่าว Yang เป็นคณะนักวิทยาศาสตร์อาวุโสในแผนกวัสดุศาสตร์ของ Berkeley Lab และเป็นศาสตราจารย์ด้านเคมี วัสดุศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ที่ UC Berkeley “วิธีการใหม่ของเราในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สามารถปูทางไปสู่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ที่ยั่งยืนมากขึ้น” ความก้าวหน้าดังกล่าวใช้ประโยชน์จากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สองตระกูลที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ได้แก่ โลหะผสมแข็งที่ทำจากเซมิคอนดักเตอร์เอนโทรปีสูง และวัสดุที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นซึ่งทำจากคริสตัลไลน์เฮไลด์ perovskites. วัสดุเอนโทรปีสูงคือของแข็งที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันตั้งแต่ห้าองค์ประกอบขึ้นไปซึ่งประกอบขึ้นเองในสัดส่วนที่ใกล้เคียงกันให้เป็นระบบเดียว เป็นเวลาหลายปีแล้วที่นักวิจัยต้องการใช้วัสดุเอนโทรปีสูงเพื่อพัฒนาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ประกอบขึ้นเองโดยใช้พลังงานน้อยที่สุด “แต่เซมิคอนดักเตอร์เอนโทรปีสูงยังไม่ได้รับการศึกษาในระดับเดียวกัน งานของเราสามารถช่วยเติมเต็มช่องว่างของความเข้าใจได้อย่างมีนัยสำคัญ” Yuxin Jiang ผู้ร่วมเขียนคนแรกและนักวิจัยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในกลุ่ม Peidong Yang ร่วมกับฝ่ายวัสดุศาสตร์ของ Berkeley Lab และภาควิชาเคมีของ UC Berkeley กล่าว
ภาพเรืองแสงของโลโก้ California Golden Bears ที่ปล่อยออกมาจากผลึกเดี่ยว ZrSnTeHfPt ห้าองค์ประกอบภายใต้การกระตุ้นด้วยหลอด UV คริสตัลถูกสร้างขึ้นจาก “หมึกหลายองค์ประกอบ” การทดลองนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของวัสดุในฐานะอุปกรณ์ LED ที่ปรับสีได้ (ภาพ: Maria Folgueras, Yuxin Jiang และ Peidong Yang, Berkeley Lab) แม้ว่าวัสดุโลหะผสมเอนโทรปีสูงแบบธรรมดาจะต้องใช้พลังงานน้อยกว่าซิลิคอนมากในการแปรรูป แต่ยังคงต้องการอุณหภูมิที่สูงมากมากกว่า 1000 องศาเซลเซียส (หรือมากกว่า 1832 องศา ฟาเรนไฮต์) การขยายขนาดวัสดุเอนโทรปีสูงสำหรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรมถือเป็นเรื่องท้าทายเนื่องจากการป้อนพลังงานจำนวนมหาศาลนี้ เพื่อเอาชนะอุปสรรคนี้ Yang และทีมงานจึงใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุแสงอาทิตย์ที่ได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดี ซึ่งทำให้นักวิจัยสนใจมานานหลายปี นั่นคือ halide perovskites เพอร์รอฟสกี้สามารถแปรรูปได้อย่างง่ายดายจากสารละลายที่อุณหภูมิต่ำ ตั้งแต่อุณหภูมิห้องจนถึงประมาณ 300 องศาฟาเรนไฮต์ อุณหภูมิในการประมวลผลที่ต่ำลงเหล่านี้สามารถลดต้นทุนด้านพลังงานสำหรับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างมากในวันหนึ่ง สำหรับการศึกษาครั้งใหม่นี้ Yang และทีมงานใช้ประโยชน์จากความต้องการพลังงานที่ต่ำกว่านี้ในการสังเคราะห์ผลึกเดี่ยวเพอร์โซฟสไกต์ที่มีเอนโทรปีสูงจากสารละลายภายใต้อุณหภูมิห้องหรืออุณหภูมิต่ำ (80 องศาเซลเซียสหรือ 176 องศาฟาเรนไฮต์)
ในสารละลาย หมึกหลายองค์ประกอบจะประกอบตัวเองที่อุณหภูมิต่ำให้เป็นเซมิคอนดักเตอร์เอนโทรปีสูงหรือผลึกเดี่ยวฮาไลด์เพอร์รอฟสไกต์ โครงสร้างผลึกเฮไลด์เพอร์รอฟสไกต์ต้องการพลังงานที่ต่ำกว่ามากในการสร้างเมื่อเปรียบเทียบกับระบบวัสดุอื่นๆ Yang อธิบาย (ภาพ: Maria Folgueras, Yuxin Jiang และ Peidong Yang, Berkeley Lab) เนื่องจากธรรมชาติพันธะไอออนิกของพวกมัน การทดลองที่แหล่งกำเนิดแสงขั้นสูงของ Berkeley Lab ยืนยันว่าคริสตัลแปดด้านและทรงลูกบาศก์ที่ได้นั้นเป็นผลึกเดี่ยวที่มีเอนโทรปีฮาไลด์เพอร์รอฟสไกต์สูง ชุดหนึ่งประกอบด้วยห้าองค์ประกอบ (SnTeReIrPt หรือ ZrSnTeHfPt) และอีกชุดหนึ่งประกอบด้วยหกองค์ประกอบ (SnTeReOsIrPt หรือ ZrSnTeHfRePt) ผลึกมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30-100 ไมโครเมตร (ไมโครมิเตอร์เท่ากับหนึ่งในพันล้านของเมตร ซึ่งมีขนาดประมาณจุดฝุ่น) เทคนิคอุณหภูมิต่ำ/อุณหภูมิห้องจะผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบผลึกเดี่ยวภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากผสมสารละลายและตกตะกอน ซึ่งเร็วกว่าเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไปมาก เทคนิคการประดิษฐ์ “โดยสังหรณ์ใจ การสร้างเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้ก็เหมือนกับการซ้อนโมเลกุล 'LEGOs' ที่มีรูปร่างแปดด้านให้เป็นผลึกเดี่ยวแปดด้านที่มีขนาดใหญ่ขึ้น” Yang กล่าว “ลองจินตนาการถึงแต่ละโมเลกุล LEGO เหล่านี้จะเปล่งแสงที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน โดยหลักการแล้ว เราสามารถออกแบบวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่จะปล่อยสีตามอำเภอใจโดยการเลือก LEGO แปดด้านโมเลกุลที่แตกต่างกัน” เขาอธิบาย ผู้เขียนสาธิตแนวคิดนี้โดยการพิมพ์โลโก้ California Golden Bears ความเสถียรที่อุณหภูมิแวดล้อมเป็นปัญหามานานแล้วในการทำให้เพอร์รอฟสกี้เฮไลด์ที่พร้อมใช้ในเชิงพาณิชย์ก้าวหน้า แต่ในการทดลองแบบตั้งโต๊ะสำหรับการศึกษาใหม่นั้น เพอรอฟสไกต์ "หมึกหลายองค์ประกอบ" ที่มีเอนโทรปีสูงทำให้ทีมวิจัยประหลาดใจด้วยความเสถียรของอากาศโดยรอบที่น่าประทับใจที่ อย่างน้อยหกเดือน
การสแกนภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของผลึกเดี่ยวหกองค์ประกอบ คริสตัลถูกสร้างขึ้นจากส่วนประกอบของ "หมึกหลายองค์ประกอบ" ซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์เอนโทรปีสูงตัวแรกที่สามารถแปรรูปได้ที่อุณหภูมิต่ำหรืออุณหภูมิห้อง (ภาพ: Maria Folgueras, Yuxin Jiang และ Peidong Yang, Berkeley Lab) Yang กล่าวว่าหมึกหลายองค์ประกอบมีศักยภาพในการใช้งานหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฐานะ LED ที่ปรับสีได้หรืออุปกรณ์ให้แสงสว่างแบบโซลิดสเตตอื่น ๆ หรือเป็นเทอร์โมอิเล็กทริกสำหรับของเสีย การกู้คืนความร้อน นอกจากนี้ วัสดุดังกล่าวยังอาจทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบที่ตั้งโปรแกรมได้ในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แบบออปติคัลที่ใช้แสงในการถ่ายโอนหรือจัดเก็บข้อมูล “คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ฮาไลด์-เพอร์รอฟสไกต์เอนโทรปีสูงของเราด้วยวิธีอุณหภูมิห้องและอุณหภูมิต่ำ สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้โดยไม่ทำลายชั้นที่จำเป็นอื่นๆ จึงช่วยให้ออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ง่ายขึ้นและเพื่อการใช้งานที่แพร่หลายมากขึ้น วัสดุเอนโทรปีสูงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์” ผู้เขียนร่วมคนแรก Maria Folgueras อดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในกลุ่ม Peidong Yang ที่ Berkeley Lab และ UC Berkeley กล่าว “ใครๆ ก็จินตนาการได้ว่า LEGO แปดด้านเหล่านี้แต่ละตัวสามารถส่งข้อมูล 'พันธุกรรม' บางประเภทได้ เช่นเดียวกับคู่เบส DNA ที่ส่งข้อมูลทางพันธุกรรมของเรา” Yang กล่าว “คงจะน่าทึ่งมากหากวันหนึ่งเราสามารถเขียนโค้ดและถอดรหัสเซมิคอนดักเตอร์ LEGO ระดับโมเลกุลเหล่านี้เพื่อการประยุกต์ใช้งานด้านวิทยาการสารสนเทศ” นักวิจัยวางแผนที่จะดำเนินการออกแบบวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ยั่งยืนต่อไปสำหรับแสงโซลิดสเตตและการใช้งานจอแสดงผล
- เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
- เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
- ที่มา: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63736.php
- :มี
- :เป็น
- :ไม่
- $ ขึ้น
- 10
- 28
- 300
- 7
- 700
- 8
- 80
- 9
- a
- ความสามารถ
- สามารถ
- เกี่ยวกับเรา
- เร่ง
- นอกจากนี้
- ความก้าวหน้า
- สูง
- advancing
- ความได้เปรียบ
- ทั้งหมด
- การอนุญาต
- โลหะผสม
- เกือบจะ
- แม้ว่า
- ล้อมรอบ
- จำนวน
- an
- และ
- อื่น
- การใช้งาน
- เข้าใกล้
- ประมาณ
- เป็น
- รอบ
- AS
- At
- ผู้เขียน
- ผู้เขียน
- ฐาน
- BE
- หมี
- เพราะ
- รับ
- เบิร์กลีย์
- Blocks
- ความก้าวหน้า
- การก่อสร้าง
- แต่
- by
- แคลิฟอร์เนีย
- ที่เรียกว่า
- CAN
- คาร์บอน
- การปล่อยก๊าซคาร์บอน
- พกพา
- เซลเซียส
- ศูนย์
- ท้าทาย
- สารเคมี
- เคมี
- รหัส
- สี
- เมื่อเทียบกับ
- ส่วนประกอบ
- คอมพิวเตอร์
- การคำนวณ
- แนวคิด
- เงื่อนไข
- ยืนยัน
- ต่อ
- ตามธรรมเนียม
- ค่าใช้จ่าย
- ได้
- คริสตัล
- ข้อมูล
- วันที่
- วัน
- ความต้องการ
- แสดงให้เห็นถึง
- แสดงให้เห็นถึง
- แผนก
- ออกแบบ
- การออกแบบ
- พัฒนา
- พัฒนา
- เครื่อง
- อุปกรณ์
- ต่าง
- แสดง
- การแบ่ง
- ดีเอ็นเอ
- เป็นคุ้งเป็นแคว
- ฝุ่น
- แต่ละ
- ง่ายดาย
- อย่างง่ายดาย
- อิเล็กทรอนิกส์
- องค์ประกอบ
- ปล่อยก๊าซเรือนกระจก
- ทำให้สามารถ
- พลังงาน
- ชั้นเยี่ยม
- มหาศาล
- ทุกๆ
- การทดลอง
- การทดลอง
- อธิบาย
- ขอบเขต
- ครอบครัว
- ไกล
- ที่น่าสนใจ
- เร็วขึ้น
- มนุษย์
- ใส่
- ชื่อจริง
- ห้า
- มีความยืดหยุ่น
- สำหรับ
- ฟอร์ม
- ที่เกิดขึ้น
- อดีต
- ราคาเริ่มต้นที่
- ช่องว่าง
- Go
- โกลเด้น
- สำเร็จการศึกษา
- บัญชีกลุ่ม
- ยาก
- มี
- he
- หัวใจสำคัญ
- ช่วย
- จุดสูง
- ชั่วโมง
- HTTPS
- if
- ภาพ
- ภาพ
- ประทับใจ
- in
- Incorporated
- เป็นรายบุคคล
- อุตสาหกรรม
- ข้อมูล
- อินพุต
- ปัจจัยการผลิต
- เข้าไป
- อิออน
- วารสาร
- jpg
- เพียงแค่
- ห้องปฏิบัติการ
- ห้องปฏิบัติการ
- ที่มีขนาดใหญ่
- อเรนซ์
- ชั้น
- น้อยที่สุด
- นำ
- น้อยลง
- ใช้ประโยชน์
- เบา
- โคมไฟ
- กดไลก์
- โลโก้
- นาน
- สูญเสีย
- Lot
- ต่ำ
- ลด
- ทำ
- สำคัญ
- ทำ
- การทำ
- ผู้ผลิตยา
- การผลิต
- หลาย
- มาเรีย
- วัสดุ
- วัสดุ
- วิธี
- วิธีการ
- กล้องจุลทรรศน์
- กลาง
- อ่อน
- ต่ำสุด
- การผสม
- โมเลกุล
- เดือน
- ข้อมูลเพิ่มเติม
- แห่งชาติ
- ธรรมชาติ
- เกือบทั้งหมด
- จำเป็น
- ใหม่
- ถัดไป
- จำนวน
- of
- on
- ONE
- or
- อื่นๆ
- ของเรา
- เกิน
- เอาชนะ
- คู่
- โดยเฉพาะ
- ปู
- PHP
- แผนการ
- เพลโต
- เพลโตดาต้าอินเทลลิเจนซ์
- เพลโตดาต้า
- ที่มีศักยภาพ
- ที่อาจเกิดขึ้น
- หลัก
- การพิมพ์
- ปัญหา
- กระบวนการ
- การประมวลผล
- การประมวลผล
- ผลิต
- ศาสตราจารย์
- โปรแกรมได้
- คุณภาพ
- ดิบ
- เมื่อเร็ว ๆ นี้
- การฟื้นตัว
- ลด
- รายงาน
- ต้องการ
- ความต้องการ
- ต้อง
- การวิจัย
- นักวิจัย
- นักวิจัย
- ส่งผลให้
- รักษา
- ห้อง
- กล่าวว่า
- เดียวกัน
- SAND
- ปรับ
- การสแกน
- วิทยาศาสตร์
- วิทยาศาสตร์
- นักวิทยาศาสตร์
- นักวิทยาศาสตร์
- การเลือก
- สารกึ่งตัวนำ
- อุปกรณ์กึ่งตัวนำ
- ระดับอาวุโส
- ให้บริการ
- ชุด
- ส่องแสง
- สำคัญ
- อย่างมีความหมาย
- ซิลิคอน
- เดียว
- หก
- หกเดือน
- ขนาด
- อ่อน
- โซลา
- ทางออก
- บาง
- แหล่ง
- แหล่งที่มา
- Stability
- การสุม
- ยังคง
- จัดเก็บ
- โครงสร้าง
- นักเรียน
- มีการศึกษา
- ศึกษา
- ประหลาดใจ
- ที่ยั่งยืน
- ระบบ
- ระบบ
- เอา
- ใช้เวลา
- ทีม
- เทคนิค
- กว่า
- ที่
- พื้นที่
- ของพวกเขา
- แล้วก็
- ล้อยางขัดเหล่านี้ติดตั้งบนแกน XNUMX (มม.) ผลิตภัณฑ์นี้ถูกผลิตในหลายรูปทรง และหลากหลายเบอร์ความแน่นหนาของปริมาณอนุภาคขัดของมัน จะทำให้ท่านได้รับประสิทธิภาพสูงในการขัดและการใช้งานที่ยาวนาน
- พวกเขา
- นี้
- ดังนั้น
- ไปยัง
- เอา
- แบบดั้งเดิม
- โอน
- สอง
- ชนิด
- ภายใต้
- ความเข้าใจ
- เป็นเอกลักษณ์
- แตกต่าง
- ใช้
- ใช้
- มาก
- อยาก
- คือ
- เสีย
- การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่
- ความยาวคลื่น
- ทาง..
- we
- สัปดาห์ที่ผ่านมา
- คือ
- ที่
- แพร่หลาย
- จะ
- กับ
- ภายใน
- ไม่มี
- งาน
- จะ
- ปี
- ลมทะเล