International team develops damage-free etching technique for semiconductors

An international research team has developed a 'self-etching' technique to process soft and unstable ionic crystal lattice semiconductors, specifically 2D perovskite thin-layer single crystals, without damaging their structure, overcoming a key challenge in optoelectronic materials. Led by researchers from the University of Science and Technology of China, Purdue University, and Shanghai Tech University, the study was published on Thursday in Nature.

The study introduces a guided 'self-etching' approach that leverages internal stress accumulated during crystal growth. By using a mild ligand-isopropyl alcohol (IPA) solution system, the researchers induced controlled in-plane self-etching at specific sites in 2D perovskite single crystals. Subsequently, they precisely filled the etched cavities with 2D perovskites of varying halogen compositions. This allowed the creation of high-quality heterojunctions within a single crystal wafer, featuring lattice continuity and atomically smooth interfaces.

In semiconductor optoelectronics, heterojunctions—interfaces formed between materials of different chemical compositions at the atomic level—allow precise control over the optical properties of each cavity. By tuning the halogens in these etched regions, researchers can design pixel-like units with adjustable emission color and brightness, a crucial step toward miniaturized and efficient optoelectronic devices.

Compared to conventional methods such as strong solvent treatment or ultraviolet patterning, this new strategy is gentler and preserves the crystal lattice from damage.

"This processing method suggests that in the future, we may integrate densely arranged microscopic light-emitting pixels of different colors on an ultra-thin material. It opens up a new material platform and design pathway for high-performance luminescent and display devices," said Zhang Shuchen, a member of the research team.

This breakthrough offers an innovative pathway for optoelectronic semiconductor processing, potentially advancing next-generation display and lighting technologies.

مقالات ذات صلة

ETH Zurich scientists with single-atom indium catalyst converting CO2 to methanol in a high-tech lab reactor, sustainable energy theme.
صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي

علماء يطورون محفزاً أحادي الذرة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول

من إعداد الذكاء الاصطناعي صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي

صمم باحثون في المعهد التقني الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ محفزًا باستخدام ذرات إنديوم معزولة على أكسيد الهافنيوم لتحويل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين إلى ميثانول بكفاءة أكبر من الطرق السابقة. يزيد هذا التصميم أحادي الذرة من استخدام المعدن إلى أقصى حد ويتيح دراسة أوضح لآليات التفاعل. ويمكن لهذا الاختراق أن يدعم الإنتاج الكيميائي المستدام إذا ما تم تشغيله بمصادر الطاقة المتجددة.

طور باحثون في مركز ريكين لعلوم المادة الناشئة في اليابان طريقة رائدة لنحت أجهزة نانوية ثلاثية الأبعاد من بلورات فردية باستخدام أشعة أيونات مركزة. من خلال تشكيل هياكل حلزونية من بلورة مغناطيسية، أنشأوا ثنائيات قطب قابلة للتبديل توجه الكهرباء بشكل مفضل في اتجاه واحد. يمكن لهذا النهج الهندسي تمكين إلكترونيات أكثر كفاءة.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

طوّر الباحثون تقنية ليزر فائق السرعة تنطلق فيها نبضات الضوء خلال مليار من الثانية، مما يتيح إنشاء هياكل أقوى بألف مرة وأسرع بألف مرة. تستهدف هذه الطريقة الجديدة التوصيل الحراري في الرقائق من خلال التحكم في مسافات تشتت الفونونات، وتقدم تطبيقات في الحوسبة عالية الأداء والأجهزة الكمّية وتبريد رقائق الذكاء الاصطناعي. تغيّر طريقة تعامل الرقائق مع الحرارة دون الاعتماد على المراوح أو التبريد السائل.

طور باحثون في جامعة أوساكا مسامًا فائقة الصغر في أغشية نتريد السيليكون تقترب من مقياس قنوات الأيونات الطبيعية. تمكن هذه الهياكل من الفتح والإغلاق المتكرر عبر تفاعلات كيميائية خاضعة للتحكم بالجهد الكهربائي. يمكن لهذا التقدم أن يساعد في تسلسل الحمض النووي وحوسبة النيورومورفيك.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

أنشأ باحثون في EPFL غشاءً جديدًا باستخدام نانوثقوب مغلفة بالليبيد تعزز كفاءة إنتاج الطاقة الزرقاء من خلط مياه البحر والمياه العذبة. يسمح الابتكار بمرور الأيونات بشكل أكثر سلاسة، مما يولد حتى ثلاث مرات أكثر طاقة من التقنيات الحالية. يمكن لهذا التقدم أن يجعل الطاقة التناضحية مصدرًا متجددًا أكثر جدوى.

لقد رصد باحثون في University of Cambridge الإلكترونات تعبر الحدود في المواد الشمسية في غضون 18 فيمتوثانية فقط، مدفوعة بهزات جزيئية. تتحدى هذا الاكتشاف النظريات التقليدية حول نقل الشحنة في أنظمة الطاقة الشمسية. تشير النتائج إلى طرق جديدة لتصميم تقنيات حصاد الضوء أكثر كفاءة.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

لأول مرة، أظهر باحثون أن الضوء يتصرف مثل تأثير هول الكمي، وهو ظاهرة لوحظت سابقًا فقط في الإلكترونات. الآن، تتحرك الفوتونات جانبيًا في خطوات كمية محددة بثوابت أساسية. هذا الاختراق قد يعزز قياسات الدقة ويطور تقنيات الفوتونيات الكمية.

 

 

 

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض