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.

Artikel Terkait

ETH Zurich scientists with single-atom indium catalyst converting CO2 to methanol in a high-tech lab reactor, sustainable energy theme.
Gambar dihasilkan oleh AI

Ilmuwan mengembangkan katalis atom tunggal untuk konversi CO2 menjadi metanol

Dilaporkan oleh AI Gambar dihasilkan oleh AI

Para peneliti di ETH Zurich telah merekayasa katalis menggunakan atom indium yang terisolasi pada hafnium oksida untuk mengubah CO2 dan hidrogen menjadi metanol secara lebih efisien daripada metode sebelumnya. Desain atom tunggal ini memaksimalkan penggunaan logam dan memungkinkan studi yang lebih jelas tentang mekanisme reaksi. Terobosan ini dapat mendukung produksi bahan kimia yang berkelanjutan jika didukung oleh energi terbarukan.

Peneliti di Pusat RIKEN untuk Ilmu Materi Emergente Jepang telah mempelopori metode untuk mengukir perangkat nanoskala tiga dimensi dari kristal tunggal menggunakan sinar ion terfokus. Dengan membentuk struktur heliks dari kristal magnetik, mereka menciptakan dioda yang dapat dialihkan yang mengarahkan listrik secara lebih disukai ke satu arah. Pendekatan geometris ini dapat memungkinkan elektronik yang lebih efisien.

Dilaporkan oleh AI

Para peneliti telah mengembangkan teknik laser ultracepat yang memancarkan pulsa cahaya dalam sepersepersejuta detik, memungkinkan penciptaan struktur 1.000 kali lebih kuat dan 1.000 kali lebih cepat. Metode baru ini menargetkan konduktivitas termal pada chip dengan mengendalikan jarak penyebaran phonon, menawarkan aplikasi dalam komputasi berkinerja tinggi, perangkat kuantum, dan pendinginan chip AI. Ini mengubah cara chip menangani panas tanpa bergantung pada kipas atau pendingin cair.

Peneliti di The University of Osaka telah mengembangkan pori-pori ultrakecil di membran nitrida silikon yang mendekati skala saluran ion alami. Struktur ini memungkinkan pembukaan dan penutupan berulang melalui reaksi kimia yang dikendalikan tegangan. Kemajuan ini dapat membantu pengurutan DNA dan komputasi neuromorfik.

Dilaporkan oleh AI

Peneliti di EPFL telah menciptakan membran baru menggunakan nanopor berlapis lipid yang meningkatkan efisiensi produksi energi biru dari pencampuran air asin dan air tawar. Inovasi ini memungkinkan ion lewat lebih lancar, menghasilkan hingga tiga kali lebih banyak daya daripada teknologi yang ada. Kemajuan ini dapat membuat energi osmotik menjadi sumber terbarukan yang lebih layak.

Peneliti di University of Cambridge mengamati elektron melintasi batas-batas dalam bahan surya hanya dalam 18 femtodetik, didorong oleh getaran molekuler. Penemuan ini menantang teori tradisional tentang transfer muatan dalam sistem energi surya. Temuan tersebut menyarankan cara-cara baru untuk merancang teknologi pemanenan cahaya yang lebih efisien.

Dilaporkan oleh AI

Untuk pertama kalinya, para peneliti telah menunjukkan cahaya berperilaku seperti efek Hall kuantum, fenomena yang sebelumnya hanya diamati pada elektron. Fotón sekarang bergeser ke samping dalam langkah-langkah terkuantisasi yang ditentukan oleh konstanta fundamental. Terobosan ini dapat meningkatkan pengukuran presisi dan memajukan teknologi fotonik kuantum.

 

 

 

Situs web ini menggunakan cookie

Kami menggunakan cookie untuk analisis guna meningkatkan situs kami. Baca kebijakan privasi kami untuk informasi lebih lanjut.
Tolak