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



Svensk Plaståtervinnings anläggning i Motala.
Svensk Plaståtervinnings anläggning i Motala.

Fler batterier fattar eld när plastsorteringen ökar

Förändrat levnadssätt och konsumtionsmönster under Covid-19 har gjort att plastanvändningen och sorteringen av plastförpackningar har ökat. Svensk Plastå...

Läs mer
Kapab

Svenskproducerade andningsskydd i unikt material tillverkas i Knivsta

MaskMakers Sweden AB släpper under skiftet juni/juli lokalt producerade ansiktsskydd av...

Läs mer
Gloab550
<noscript>&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; &amp;amp;lt;img alt=\

100 procent återvunnen plast i ny pall för Systembolagets flöden

Svenska Retursystem och Sveriges Bryggerier har ingått ett nytt avtal för att...

Läs mer
Hexagon
Kompakt och tunn centrifugalfläkt från Sanyo Denki.

Kompakt och tunn centrifugalfläkt

Flera parametrar spelar in vid val av fläkt till en applikation. Avgörande är fö...

Läs mer


Volvokoncernen i Nordamerika får pris för minskat avfall

Volvo i Nordamerika fick nyligen priset Better Plants Better Practise av USA:s energidepartement,...

Läs mer
Ett tunt lager indiumnitrid ovanpå kiselkarbid, som skapats med LiU-forskarnas nya molekyl.

Kemi banar väg för bättre elektronikmaterial

Indiumnitrid är ett mycket lovande material för användning i elektronik, men...

Läs mer

Svensk Plaståtervinnings vd Mattias Philipsson blir rådgivare till regeringen inom cirkulär ekonomi

 Mattias Philipsson, vd på Svensk Plaståtervinning i Motala och nu även ledamot i Delegationen för cirkulär ekonomi.

Idag offentliggjordes att Mattias Philipsson, vd på Svensk Plaståtervinning i Motala,...

Läs mer


Idag öppnar anmälan till CRE8® the Future – årets roligaste tävling i kreativitet!

Det har blivit dags att anmäla sitt lag till årets roligaste tävling i kreativitet...

Läs mer


ABB presenterar industrilösning för trådlös tillståndsövervakning av roterande utrustning

Tack vare kombinationen av ABB Ability Smart Sensor-teknik och HPE:s Arubas å...

Läs mer


Saab får beställning på support och underhåll av Gripen

Saab har fått en beställning från Försvarets materielverk (FMV) för den...

Läs mer

Utsläpp från industrin blir plast

Meher Sanku har skrivit en avhandling som benar ut avgörande tekniska detaljer för att på bästa sätt fånga in och omvandla koldioxid från gasströmmar.

Bara ett luftslott? Nej, det går faktiskt att göra plast av luft - eller snarare av...

Läs mer
Tack vare ABB-roboten har Tiki Safety nu en cykeltid som är tio gånger så snabb som tidigare.

Unikt samarbete med ABB säkrar leverans av Tiki-masker

Produktionen går tio gånger snabbare – samtidigt som kvaliteten har ökat....

Läs mer


Mest lästa













Finnsafety


Drivsystem










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