Honderd keer betere elektrische geleiding keramische materialen

Een onderzoeksconsortium, met onder meer de Universiteit Twente, heeft een manier ontwikkeld om de geleiding te verbeteren door toevoeging van een extra laag met exotische metalen.

Trefwoorden: #elektrische geleiding, #exotische metalen, #halfgeleiders, #keramische materialen, #onderzoeksconsortium, #silicium, #Universiteit Twente

Lees verder

nieuws

( Foto: Universiteit Twente )

ENGINEERINGNET.NL - Momenteel is silicium het belangrijkste materiaal dat wordt gebruikt voor halfgeleiders.

Keramische materialen kunnen een interessante toevoeging voor de halfgeleiderindustrie zijn, omdat ze te voorzien zijn van interessante fysische eigenschappen. Het gaat daarbij bijvoorbeeld om magnetische, supergeleidende of juist isolerende eigenschappen, of een combinatie van deze eigenschappen.

Beperkende factor voor toepassing van keramische 2D materialen in halfgeleiders is momenteel echter dat ze vaak een zeer beperkte elektrische geleiding hebben. Wereldwijd zijn wetenschappers al jaren op zoek naar methoden om deze geleiding te verbeteren.

Een internationaal onderzoeksconsortium, waar onderzoekers van de Universiteit van Twente deel van uitmaken, hebben nu een methode gevonden om de elektrische geleiding van deze materialen met een factor honderd te verbeteren. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials.

De onderzoekers verbeterden de geleiding door de lagen te scheiden met een extra laagje, dat is opgebouwd uit lanthaan, strontium en mangaanoxide, van slechts één atoom dik.

Dit extra laagje zorgt er voor dat de elektronen gescheiden worden van defecten en daardoor makkelijker door de andere lagen heen kunnen stromen en het verbetert daarmee de elektrische geleiding met een factor honderd.

Volgens dr. ir. Mark Huijben, die mede namens de Universiteit Twente bij het onderzoek betrokken was, komt hiermee de toepassing van keramische 2D materialen in de halfgeleiderindustrie een stap dichterbij.

Ook is de verbetering van de elektrische geleding volgens Huijben een belangrijke stap voor het fundamentele onderzoek, omdat door de verbeterde geleiding fysische eigenschappen, zoals kwantumverschijnselen, beter zijn te bestuderen.

Het onderzoek is uitgevoerd door wetenschappers van de Technische Universiteit Denemarken, UT-onderzoeksinstituut MESA+, de University of British Columbia en Canadian Light Source (Canada), het Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids (Duitsland), de Universiteit van Antwerpen (België), de Universiteit van Kopenhagen (Denemarken), het Max Planck Institute for Solid State Research (Duitsland) en het Weizmann Institute of Science (Israël).

De onderzoekers van de Universiteit Twente hebben zich binnen het onderzoek gericht op het meten van de elektronische toestand tijdens de verschillende fases van het fabricageproces van het 2D materiaal in een extreem schone omgeving.