Учёные из Японии создали новый универсальный полупроводник для светодиодов и солнечных батарей
Исследователи из Токийского института науки разработали новый сульфидный полупроводник шпинельной структуры — (Zn,Mg)Sc₂S₄, обладающий уникальными оптоэлектронными свойствами. Этот материал, ранее не рассматривавшийся в качестве кандидата для подобных применений, способен излучать свет в широком диапазоне — от фиолетового до оранжевого — при комнатной температуре.
Главная особенность нового полупроводника — его настраиваемая проводимость. В зависимости от легирования он может работать как n-типа, так и p-типа, что делает его пригодным для создания гомопереходов pn-типа — основы современных светодиодов, солнечных батарей и лазеров.
В ходе экспериментов учёные обнаружили, что:
- Нелегированный ZnSc₂S₄ излучает яркий оранжевый свет.
- Замена части цинка на магний сдвигает цвет излучения к зелёному и синему.
- Введение титана вместо Sc³⁺ или уменьшение содержания цинка позволяет управлять типом проводимости.
Эти изменения привели к значительному росту проводимости — от изолирующего уровня (2,5 × 10⁻¹¹ С/см) до полупроводниковых значений (до 1,8 × 10⁻² С/см). Такая гибкость позволяет использовать материал как:
- поглощающий слой в солнечных элементах, и
- зелёный излучающий слой в светодиодах.
Особое внимание учёные уделили решению проблемы «зелёного разрыва» — снижения эффективности в зелёной части спектра, характерного для традиционных материалов, таких как InGaN. Новый сульфидный полупроводник способен закрыть этот разрыв, открывая путь к более эффективным и универсальным оптоэлектронным устройствам следующего поколения.
С уважением, ООО "Компания "База Электроники"
Вернуться на главную