Facebook

Instagram

Kemi banar väg för bättre elektronikmaterial


2020-06-26

Ett tunt lager indiumnitrid ovanpå kiselkarbid, som skapats med LiU-forskarnas nya molekyl.
Bild: Magnus Johansson/Linköpings universitet
Ett tunt lager indiumnitrid ovanpå kiselkarbid, som skapats med LiU-forskarnas nya molekyl.

Henrik Pedersen, professor vid Linköpings universitet.
Bild: Linköpings universitet
Henrik Pedersen, professor vid Linköpings universitet.

Doktoranden Polla Rouf vid ALD-reaktorn, där forskarna gör tunna filmer av indiumnitrid.
Bild: Magnus Johansson/Linköpings universitet
Doktoranden Polla Rouf vid ALD-reaktorn, där forskarna gör tunna filmer av indiumnitrid.

Rouzbeh Samii, Henrik Pedersen, Nathan O’Brien och Polla Rouf i labbet.
Bild: Magnus Johansson/Linköpings universitet
Rouzbeh Samii, Henrik Pedersen, Nathan O’Brien och Polla Rouf i labbet.

Nathan O'Brien vid handskboxen där de luft- och fuktkänsliga molekylerna syntetiseras.
Bild: Magnus Johansson/Linköpings universitet
Nathan O'Brien vid handskboxen där de luft- och fuktkänsliga molekylerna syntetiseras.

Indiumnitrid är ett mycket lovande material för användning i elektronik, men svårt att tillverka. Forskare vid Linköpings universitet har utvecklat en ny molekyl med vilken de kan skapa indiumnitrid av hög kvalitet, vilket kan öppna upp för att använda indiumnitrid i exempelvis högfrekvenselektronik.

Bandbredden vi använder i dag för trådlös dataöverföring utnyttjas snart till sin fulla kapacitet. Om mängden data ska kunna fortsätta öka, behöver bandbredden ökas med fler frekvenser. Kanske kan materialet indiumnitrid vara en del av lösningen.

– Eftersom elektroner rör sig väldigt lätt genom indiumnitrid, innebär det att man kan skicka elektroner fram och tillbaka genom materialet i mycket hög hastighet och skapa signaler med väldigt hög frekvens. Det gör indiumnitrid lämpligt att använda i högfrekvenselektronik, exempelvis för nya frekvenser för trådlös dataöverföring, säger Henrik Pedersen, professor i oorganisk kemi vid Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM) vid Linköpings universitet, som har lett studien som nyligen publicerades i tidskriften Chemistry of Materials.

Indiumnitrid består av metallen indium och kväve. Det är ett halvledarmaterial, och kan därför användas för att göra transistorer, vilka är grunden för all elektronik. Problemet är att det är svårt att göra tunna filmer av indiumnitrid. Tunnfilmer av liknande halvledarmaterial skapas ofta med den beprövade metoden CVD (chemical vapour deposition), där temperaturer mellan 800 och 1 000 °C används. Men om man värmer indiumnitrid över 600 °C bryts det ner i sina beståndsdelar, indium och kvävgas.

Forskarna bakom den aktuella studien har i stället använt en variant av CVD-metoden som kallas atomlagerdeponering (ALD), som fungerar vid lägre temperaturer. De har utvecklat en ny molekyl, en så kallad indiumtriazenid. Ingen hade forskat på sådana indiumtriazenider tidigare och LiU-kemisterna fann snart att triazenidmolekylen har stor potential som startmaterial vid tillverkning av tunnfilmer.

De flesta elektronikmaterial måste skapas genom att tunnfilmen växer på en yta som styr hur strukturen på kristallen i elektronikmaterialet blir, så kallad epitaxiell tillväxt. Forskarna visar att det är möjligt med epitaxiell tillväxt av indiumnitrid om kiselkarbid används som substrat, något som inte visats tidigare. Dessutom är indiumnitriden som de skapar på det här sättet mycket ren från föroreningar och bland den bästa indiumnitriden i världen.

– Molekylen som vi har skapat, en indiumtriazenid, öppnar upp för att använda indiumnitrid i elektronik. Vi har visat att man kan göra indiumnitrid på ett sätt som gör att den blir tillräckligt ren för att man verkligen ska kunna prata om den som ett riktigt elektronikmaterial, säger Henrik Pedersen.

Dessutom gjorde forskarna en annan upptäckt. Den rådande synen inom ALD-fältet är att molekylerna inte ska reagera eller sönderdelas på något sätt i gasfasen. Men när forskarna varierade temperaturen under beläggningsprocessen upptäckte de att det fanns inte bara ett, utan två temperaturintervall där processen var stabil.

– Indiumtriazeniden bryts ner till mindre fragment i gasfasen vilket ger en bättre ALD-process. Det är ett paradigmskifte inom ALD att använda molekyler som inte är helt stabila i gasfasen. Vi visar att om vi låter vår nya molekyl brytas ner lite i gasfasen blir slutresultatet bättre, säger Henrik Pedersen.

Forskarna utforskar nu liknande triazenidmolekyler med andra metaller, vilket gett lovande resultat för att skapa molekyler för ALD även med dessa metaller. Studien har genomförts tillsammans med forskare från Sveriges Lantbruksuniversitet i Uppsala och Carleton University i Ottawa, Kanada. Den har finansierats med stöd av Stiftelsen för strategisk forskning (SSF) och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. Nathan O´Brien, biträdande universitetslektor vid IFM vid Linköpings universitet, är studiens huvudförfattare.

Fördjupande läsning:
Klicka här för att läsa artikeln In Situ Activation of an Indium(III) Triazenide Precursor for Epitaxial Growth of Indium Nitride by Atomic Layer Deposition i sin helhet.



Källa: Linköpings universitet


Skriv ut



Robottekniken har testats tillsammans med människor. Här är det KTH-forskaren Hongyi Liu som interagerar med roboten.

Robotar kan förutse människors kroppsrörelser

Arbetsplatssäkerhet handlar om förståelse för omständigheter, omgivningen och sammanhanget. Det handlar också om att kunna förutse vad människor kommer att...

Läs mer
Sis


NCC får i uppdrag av Hybrit att anlägga ett bergrum för vätgaslagring i Luleå

NCC har fått i uppdrag av Hybrit Development att anlägga ett bergrum för den pilotanläggning för vätgaslagring som ska byggas i Svartöberget, Luleå. Anlä...

Läs mer
SiTAB 550


Maskininlärningsprojekt på ESS stärker svensk industri

Forskningsanläggningen European Spallation Source (ESS), som är under uppbyggnad i Lund, kommer att ha Sveriges mest komplexa styrsystem och använder maskininlärning för att...

Läs mer
Kyocera
De hemlighetsfulla plexcitonpartiklarna studerades i Lund. I labbet användes en apparat för att generera ultrakorta pulser.

Lundaforskare löser nanomysterium som på sikt kan hjälpa världen att nå hållbarhetsmålen

Ett forskarlag vid Lunds universitet har lyckats komma de så kallade plexcitonerna in på bara skinnet. De säregna partiklarnas hemligheter har tidigare varit höljda i dunkel....

Läs mer
Fridman 550


Jernbro frigör dolda värden i industrin med Energy Management

De flesta industrier har stor potential att öka sin lönsamhet och minska sin påverkan på miljön. Jernbro Industrial Services AB kan nu implementera energieffektiva lö...

Läs mer
Kapab


Volvokoncernen och SSAB i samarbete om världens första fordon av fossilfritt stål

Volvokoncernen och SSAB har tecknat ett samarbetsavtal om forskning, utveckling, serieproduktion och kommersialisering av världens första fordon av fossilfritt stål. Redan i år...

Läs mer
Hexagon
Michael Fercher, teknisk chef vid HASSALACHER Group.

Hasslacher Group först i Österrike med Valutecs TC-kanaltorkar

HASSLACHER Group, en världsledande producent av limträ och KL-trä, investerar i TC-kanaltorkar från Valutec. Affären innebär att den välkända så...

Läs mer
Gloab550
Apatit koncentrat i hand från LKAB ReeMap-pilotanläggning.

Potential för produktion av fosformineralgödsel och sällsynta jordartsmetaller

Efter att ha kraftigt ökat prospekteringen kan LKAB nu bekräfta stora fosfortillgångar som möjliggör en framtida miljardindustri.
– Vi har möjlighet att med en...

Läs mer
bilfinger
Illustration av pilotvätgaslagret i Luleå.

Unik pilot för storskalig vätgaslagring byggs för en kvarts miljard i Luleå

SSAB, LKAB och Vattenfall påbörjar bygget av ett bergrumslager för fossilfri vätgas i pilotskala i anslutning till HYBRIT:s pilotanläggning för direktreduktion i...

Läs mer
JM Indutech


Ny dataanalys förhindrar driftstörningar i malmtransporterna

Avancerad dataanalys förutser när delar behöver bytas i tåg och vagnar – innan något går sönder. Predge AB:s teknik skapar tryggare malmleveranser...

Läs mer
Idcon550


Saab och FMV förlänger support- och underhållskontrakt för Gripen

Saab och Försvarets Materielverk (FMV) har idag förlängt ett kontrakt avseende support- och underhållstjänster för Gripen. Ordervärdet uppgår till cirka 1,6...

Läs mer
Stokvis


Uppgraderade luftkompressorer optimerar bränsleeffektiviteten och ökar prestandan

Atlas Copco har länge kunnat erbjuda sina kunder dieseldrivna kompressorer med motorer certifierade för Europas just nu hårdaste emissionsnivåer, Steg V. I början av 2021...

Läs mer

Arctic Paper avtalar om ny femårig finansiering

Arctic Paper har under det första kvartalet 2021 refinansierat pappersverksamheten. Det innebär att tidigare obligationslån med flera krediter ersätts med lån och krediter...

Läs mer

Investering i kraftnät möjliggör koldioxidfri stålproduktion

Regeringen har gett klartecken till Affärsverket svenska kraftnät att starta det förberedande arbetet för en ny kraftledning vid Gällivare. Ledningen kommer att få stor...

Läs mer


Getinge lanserar en ny holistisk lösning för preparering av bioreaktorer

I en tid då mycket av den medicinska forskningen är inriktad på vacciner, lanserar Getinge en ny holistisk lösning för preparering av multi-use bioreaktorer från...

Läs mer

Nu är Konecranes lyfttruckar ännu grönare

Konecranes har testat användningen av fossilfritt HVO100-bränsle i lyfttruckar vid sin fabrik i Markaryd. Detta är en del av bolagets pågående strävanden att minska...

Läs mer


Epiroc förvärvar leverantör av gruvelektrifieringslösningar

Epiroc, en ledande produktivitets- och hållbarhetspartner för gruv- och infrastrukturindustrin, har tecknat avtal om att förvärva Meglab, ett kanadensiskt bolag med expertis i...

Läs mer
<div class=\

Ökad säkerhet och minskade utsläpp i gruvindustrin

Blekinge Tekniska Högskola, BTH, och Volvo Construction Equipment ska tillsammans arbeta för att minska utsläppen och för att minska antalet olycksfall i gruvindustrin. Det ska...

Läs mer


Mest lästa













Finnsafety


Drivsystem

Edmolift

Laser components











Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se