Membuka Kunci Masa Depan: Bagaimana Kristal Kecil Menggerakkan Elektronik Jenderal Berikutnya
Para peneliti telah memelopori teknologi doping baru untuk nanocrystals semikonduktor, meningkatkan kinerja mereka untuk digunakan dalam perangkat elektronik mutakhir.
Dengan mengendalikan doping pada tahap awal pertumbuhan nanocrystal, tim ini menawarkan solusi yang menjanjikan untuk masalah efisiensi lama dan membuka kemungkinan menarik untuk generasi berikutnya dari perangkat optoelektronik.
Terobosan dalam teknologi semikonduktor
Profesor Jiwoong Yang dan timnya di Departemen Ilmu Energi dan Teknik, Institut Sains & Teknologi Daegu Gyeongbuk (DGIST), telah mengembangkan metode inovatif untuk mengendalikan doping selama fase nukleus (benih) dari pertumbuhan nanokristal semikonduktor. Inovasi ini meningkatkan kinerja nanocrystals dan mengatasi tantangan kritis di lapangan.
Penelitian, yang dilakukan bekerja sama dengan tim Profesor Stefan Ringe di Departemen Kimia, Universitas Korea, mengungkapkan bagaimana proses dan lokasi doping bervariasi berdasarkan jenis elemen doping (dopant) yang digunakan. Teknologi canggih ini memiliki potensi untuk mengubah elektronik modern, dengan aplikasi dalam perangkat mutakhir seperti tampilan dan transistor.
Kemajuan dalam doping semikonduktor skala
Dengan perkembangan cepat teknologi canggih dalam beberapa tahun terakhir, seperti tampilan dan transistor, minat pada teknologi yang secara tepat dapat mengontrol doping dalam nano semikonduktor tumbuh. Secara khusus, nanocrystals berbasis semikonduktor II-VI telah dipelajari secara luas karena sifat optik dan listrik mereka yang luar biasa.
Sementara doping memainkan peran penting dalam teknologi semikonduktor, masalah efisiensi doping rendah pada semikonduktor kecil, seperti nanocrystals, tetap ada. Masalah ini muncul karena dopan cenderung diserap ke permukaan semikonduktor selama pertumbuhannya dan tidak menembus interiornya secara efektif. Dalam konteks ini, tim peneliti Profesor Yang mengembangkan metode doping nukleasi terkontrol, yang menginduksi doping pada fase “nanocluster”, tahap yang mendahului pertumbuhan nanokristal. Dengan menggunakan teknik ini, tim berhasil menerapkan doping yang stabil dan tepat di nanocrystals semikonduktor ZNSE dan mengidentifikasi alasan di balik variasi dalam proses dan lokasi doping tergantung pada tipe dopan.
Aplikasi lingkungan dan praktis
Meskipun penelitian sebelumnya tentang doping nanocrystals semikonduktor II-VI terutama menggunakan CDSE, logam berat, CD berbahaya bagi lingkungan dan memiliki stabilitas yang buruk. Studi ini mengembangkan teknologi yang berlaku untuk nanocrystals yang menghilangkan penggunaan logam berat, menunjukkan potensinya untuk aplikasi praktis sambil juga mengatasi masalah lingkungan. Selain itu, penelitian ini menunjukkan penerapan teknologi di berbagai perangkat elektronik, seperti tampilan dan transistor.
Implikasi dan aplikasi di masa depan
Profesor Yang berkata, “Penelitian ini telah memungkinkan kami untuk secara sistematis membangun teknologi kontrol doping di nanocrystals. Temuan ini tidak hanya akan berfungsi sebagai data dasar yang penting untuk merancang dan membuat perangkat optoelektronik, seperti tampilan dan transistor generasi berikutnya, tetapi juga membuka kemungkinan baru untuk merancang perangkat inovatif melalui teknologi kontrol doping yang tepat. “
Reference: “Nucleation-Controlled Doping of II–VI Semiconductor Nanocrystals Mediated by Magic-Sized Clusters” by Seunghyun Ji, Hafiz Ghulam Abbas, Seo Young Kim, Hyo Cheol Lee, Kyunghoon Lee, Shi Li, Seungho Choe, Hyungju Ahn, Stefan Ringe dan Jiwoong Yang, 15 November 2024, Ilmu Kecil.
Doi: 10.1002/smsc.202400300
Studi ini didanai oleh National Research Foundation dari proyek penelitian baru yang sangat baik di Korea, Proyek Pengembangan Teknologi Bersama Korea-AS Internasional, dan DGist Sensorium Institute. Temuan ini diterbitkan pada Januari 2025 di Ilmu Kecilsalah satu jurnal paling terkenal di bidang ilmu material.
