Paso de calentamiento simple El semiconductor mejora la sensibilidad a la presión en el material

Un estudio reciente dirigido por investigadores de ingeniería de la Universidad de Michigan puede obtener señales de teléfonos celulares fuertes, sensores más precisos y energía más limpia al agregar un paso simple al proceso de construcción industrial de algunos materiales semiconductores.

Los materiales semiconductores tienen la capacidad de convertir el estrés mecánico en electricidad, una propiedad llamada Pezoelectricidad, componentes esenciales de las tecnologías que usamos todos los días. En los teléfonos celulares, el material pezoeléctrico filtra la señal que proviene de la antena para reducir el ruido no deseado. En los automóviles, despliegan airbags y controlan la presión de los neumáticos.

"Nuestro equipo mejoró dramáticamente la reacción pezoeléctrica de una película de nitruro de aluminio de escandio, utilizando un semiconductor emergente para la próxima generación de microelectrónicas y fotónicas, utilizando un proceso de recocido bastante simple", dijo Jetian Mi. Bhattacharya fue llamado Collegium y el autor preocupado. Publicado En Comunicación de la naturaleza,

Al calentar la película hasta 700 ° C durante dos horas en una cámara especial, el equipo de MI mejoró la pezoelectricidad del material de ocho tiempos utilizado en la tecnología actual en el mercado.

Aumentado en esta escala, el material pezoeléctrico tiene la capacidad de reemplazar las tecnologías en los sectores, desde el aeroespacio hasta la atención médica. El aumento de la sensibilidad a la presión y la vibración puede mejorar los sensores que monitorean la seguridad de los equipos y la salud estructural, transportan procesos de ultrasonido y permiten los semáforos por retumbantes de camiones a lo largo de la carretera.

Los investigadores también descubrieron cómo el proceso de calentamiento promovió las propiedades del material al corregir defectos en capas delgadas de cristales pequeños.

"La reacción pizoeléctrica de este material es una contribución con los 'granos' estructurales orientados en una dirección particular. Cuando las películas simplemente crecen, estos granos a menudo no están completamente orientados, algunos erupciones no contribuyen efectivamente a la reacción de Pojoeléctrica", dijo Shabham Mondal, estudiante de medicina de la ingeniería eléctrica e informática y co-k-Funt.

"El proceso de recocido brinda algo de energía adicional a la película, lo que hace que el grano se oriente mejor. Y está aumentando parcialmente su reacción pezoeléctrica", dijo el MD Mehdi Hasan Timan, Médicos de UM en Ingeniería Eléctrica e Informática y co-directa autor del estudio.

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El equipo planea probar el proceso de recocido en el nitruro de aluminio de escandio, que se han cultivado utilizando métodos que producen materiales de alta calidad, como los apéndices del haz molecular, para ver si pueden mejorar aún más la reacción pezoeléctrica.

Mientras tanto, dijo MI, los materiales y el procesamiento requeridos para un mejor rendimiento pezoeléctrico son casi similares a los estándares de fabricación actuales. La visión del estudio permite a la industria buscar dramáticamente las capacidades de sus productos sin importantes costos adicionales.