W najnowszym artykule naukowym badacze opisali nową metodę badania jakości półprzewodników. Wykorzystuje ona mikroskopy wysokiej rozdzielczości oraz ultraszybkie lasery do wykrywania defektów o rozmiarach pojedynczych atomów.
Warto tutaj jednak podkreślić, że w przypadku półprzewodników wykorzystywanych w elektronice defekty nie są żadnymi błędami. Mówimy tutaj o elementach zbudowanych w skali nano, gdzie niektóre komponenty mają grubość dosłownie jednego atomu.
Czytaj także: Półprzewodniki z drewna? To realna perspektywa
Dobrym przykładem są tutaj pojedyncze atomy krzemu, które umieszczane są w arsenku galu wykorzystywanym chociażby w panelach fotowoltaicznych czy w systemach radarowych i telekomunikacyjnych. Owe pojedyncze atomy krzemu regulują w nich przepływ elektrony przez półprzewodniki.
Dotychczas jednak nie było możliwości precyzyjnego wykrywania tych pojedynczych atomów w urządzeniach. Naukowcy zatem wyszli od wykorzystania skaningowego mikroskopu tunelowego (STM). Sam w sobie nie jest on w stanie wykryć defektów w półprzewodnikach. Z tego też powodu naukowcy postanowili połączyć go z wiązką lasera o terahertzowej częstotliwości impulsów.
W ten sposób powstało urządzenie zdolne wyczuwać pojedyncze defekty w materiale.
Kiedy końcówka STM natrafia na atom krzemu znajdujący się między cząsteczkami arsenku galu, w danych pomiarowych pojawia się wyraźny i silny sygnał. Co fascynujące, wystarczy przesunąć końcówkę mikroskopu o jeden atom, aby ten sygnał zniknął, a więc urządzenie posiada dokładność co do jednego atomu.
Czytaj także: Chińczycy mają nową metodę produkcji półprzewodników. W czym tkwi jej sekret?
To ogromne osiągnięcie, bowiem naukowcy starali się osiągnąć taki poziom precyzji od niemal pół wieku. Teraz w końcu połączenie dwóch technologii umożliwiło osiągnięcie wymaganej precyzji. Można nawet powiedzieć, że doszło do tego w odpowiednim momencie, bowiem urządzenia powstające obecnie wymagają precyzji na skali pojedynczych atomów, aby osiągać najwyższe wyniki.
Dzięki nowej metodzie będzie teraz można badać chociażby wstążki grafenu coraz częściej wykorzystywanego w wysokich technologiach. Potencjał metody jest wprost niezmierzony i w najbliższych latach może zostać ona dostosowana do wykorzystania w wielu dziedzinach technologii.