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



Bilden är ett kollage.

Epiroc och partners samarbetar i nytt EU-projekt för koldioxidneutral hållbar gruvdrift

Epiroc har startat ett nytt samarbetsprojekt, finansierat av Europeiska Unionen, tillsammans med flera gruvbolag, utrustnings- och systemtillverkare och universitet.  Projektet, som lö...

Läs mer
Sis

Industrin fortsätter vara den primära drivkraften

Mats Kinnwall, chefekonom Teknikföretagen.

Återhämtningen i ekonomin i spåren av Coronakrisen har drivits av tillverkningsindustrin, industrinära tjänster och delar av detaljhandeln. När ekonomierna väl...

Läs mer
Kyocera
Rickard Sjögren, doktorand på Kemiska institutionen vid Umeå universitet.

Gamla lärdomar i kemometri kan förbättra modern AI – och tvärtom

Med ökad användning av automatiska system är det viktigt att vi förstår begränsningarna i alla delar av kedjan. Rickard Sjögren har utforskat gränssnittet...

Läs mer
Kapab


Stora Enso och Pulpex samarbetar för industriell produktion av fiberbaserade flaskor

Stora Enso och förpackningsteknikföretaget Pulpex ingår samarbete för att industrialisera produktionen av miljövänliga pappersflaskor och -behållare av trä...

Läs mer
Fridman 550
En av Aurora Field Innovations grundare, Daniel Backman, i gruvschakt.

Aurora Field Innovations lyfter industrin med 3D

Aurora Field Innovations AB (AFI) i Gällivare bedriver 3D-skanning av olika utrymmen inom industrin. Det kan vara både i byggnader och gruvschakt men också andra svårtillgä...

Läs mer
Hexagon


SPM Instrument UK får stororder på utrustning för tillståndskontroll från Severn Trent Water

Det brittiska allmännyttiga företaget Severn Trent Water har beställt trettioåtta Leonova Emerald handinstrument och mer än tusen stötpulsadaptrar för att ö...

Läs mer
Gloab550
Per Hidesten vd för Industriarbetsgivarna och Jonas Hagelqvist, vd IKEM ‒ Innovations- och kemiindustrierna.

Industrins arbetsgivare: sociala pelaren krockar med svensk modell

”EU måste bättre respektera kompetensfördelningen mellan EU och medlemsstaterna. Socialpolitik och arbetsmarknadspolitik är i första hand medlemsstaternas...

Läs mer
JM Indutech
Det går bra för Rottne Industri i Kanada. Orderingången växer stadigt och nu byggs ett nytt ÅF-nät upp i landet.

Rottne Industri gör ny storsatsning i Kanada – rejäl orderingång pekar mot tydlig ”Rottne–boom”

Tre nya återförsäljare, tre nya servicelämnare och en stadigt växande orderingång på nya skogsmaskiner. Rottne Industri växer sig allt starkare i...

Läs mer
Idcon550
Kol- och stålgemenskapens gamla flagga viks ihop under överinseende av Romano Prodi och Enrico Gibellieri den 23 juli 2002, när gemenskapen upphörde efter 50 år.

Ny historisk rapport om Sveriges och Finlands medverkan i europeisk stålforskning

Lagom till Europadagen den 9 maj ger Jernkontorets bergshistoriska utskott ut en unik och detaljerad dokumentation av svenskt och finländskt deltagande i europeisk stålforskning under sju...

Läs mer
Stokvis

”Flaggskeppsfabriken digital” – ett industriprojekt om digitaliseringens möjligheter

Den teknologiska utvecklingen pågår med full kraft. Digitalisering, automatisering, artificiell intelligens och elektrifiering innebär att både företag och medarbetare...

Läs mer
Thomas Concrete Groups forsknings- och utvecklingschef, Ingemar Löfgren, demonstrerar den betongfilterpress som för första gången någonsin använts i Sverige i samband med att man provade fram rätt recept för den klimatförbättrade betongen

Unikt lab med hög kompetens hjälper kunder över världen

C-lab i Göteborg är företagets centra för forskning, utveckling, teknisk rådgivning och laboratorieprovning, där bolagets experter dagligen arbetar med att...

Läs mer


MQ MARQET automatiserar nytt lager med Schenker Logistics

Schenker Logistics och MQ MARQET har kommit överens om att Schenker tar över driften av MQ MARQETs lagerhantering av vilken den större delen kommer att automatiseras i Schenker...

Läs mer
Simulatorprov - en viktig del för utveckling av Gripensystemet.

Saab får order på utvecklingsresurser för Gripen

Saab har fått en order från Försvarets Materielverk, FMV, för att stötta framtida utveckling av Gripensystemet. Ordern avser verksamhet mellan den 1 april 2021 och 31...

Läs mer

Grön energi mer än halverar CO2-utsläppen


Lesjöforsföretagen fortsätter att arbeta med hållbarhetsmålen, där lägre koldioxidutsläpp är ett fokusområde. Velleuer i Tyskland är ett bra...

Läs mer


TYRI investerar ytterligare i sitt EMC-laboratorium:

”Nu kan vi göra alla tester själva i vårt eget hus”

TYRI, världsledande inom belysning för arbetsmaskiner, fortsätter att investera i framtiden när de nu investerar ytterligare 2 miljoner kronor för att kunna göra fler...

Läs mer


Bulten startar bygget av ny produktionsanläggning i Polen

Som tidigare meddelats, ämnar Bulten investera i en ny produktionsanläggning i Radziechowy-Wieprz i Polen. På grund av pandemisituationen i april 2020 avbröts denna investering....

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