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.

Relaterade artiklar

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

Forskare utvecklar katalysator med en enda atom för omvandling av CO2 till metanol

Rapporterad av AI Bild genererad av AI

Forskare vid ETH Zürich har konstruerat en katalysator med isolerade indiumatomer på hafniumoxid för att omvandla CO2 och väte till metanol mer effektivt än tidigare metoder. Denna design med en enda atom maximerar metallanvändningen och möjliggör tydligare studier av reaktionsmekanismer. Genombrottet kan bidra till en hållbar kemisk produktion som drivs med förnybara energikällor.

Forskare vid Japans RIKEN Center for Emergent Matter Science har banat väg för en metod att snida tredimensionella nanoskala-enheter från enkelkristaller med fokuserade jonstrålar. Genom att forma heliciska strukturer från en magnetisk kristall skapade de växelbara dioder som leder elektricitet företrädesvis i en riktning. Denna geometriska approach kan möjliggöra mer effektiva elektronikkomponenter.

Rapporterad av AI

Forskare har utvecklat en ultrasnabb lasarteknik som avfyrar ljusimpulser på en miljardiedel av en sekund, vilket möjliggör skapande av strukturer 1 000 gånger starkare och 1 000 gånger snabbare. Denna nya metod riktar in sig på värmeledningsförmåga i kretsar genom att styra fonon-spridningsavstånd och erbjuder tillämpningar inom högpresterande databehandling, kvant-enheter och kylning av AI-kretsar. Den förändrar hur kretsar hanterar värme utan att behöva fläktar eller flytande kylning.

Forskare vid The University of Osaka har utvecklat ultrasmå porer i kiselkväve-membran som närmar sig skalan hos naturliga jonkanaler. Dessa strukturer möjliggör upprepad öppning och stängning genom spänningskontrollerade kemiska reaktioner. Framstegen kan underlätta DNA-sekvensering och neuromorfa beräkningar.

Rapporterad av AI

Forskare vid EPFL har skapat ett nytt membran med lipidbelagda nanoporer som ökar effektiviteten i produktionen av blå energi från blandningen av saltvatten och sötvatten. Innovationen gör att joner passerar igenom smidigare och genererar upp till tre gånger mer effekt än befintliga teknologier. Detta framsteg kan göra osmotisk energi till en mer genomförbar förnybar källa.

Forskare vid University of Cambridge har observerat elektroner som korsar gränser i solmaterial på blott 18 femtosekunder, drivna av molekylära vibrationer. Denna upptäckt utmanar traditionella teorier om laddningsöverföring i solenergisystem. Resultaten pekar på nya sätt att utforma mer effektiva ljusupptagande teknologier.

Rapporterad av AI

För första gången har forskare demonstrerat att ljus beter sig som kvant Hall-effekten, ett fenomen som tidigare endast observerats hos elektroner. Fotoner drivs nu sidledes i kvantiserade steg bestämda av fundamentala konstanter. Detta genombrott kan förbättra precisionsmätningar och främja kvantfotontiska teknologier.

 

 

 

Denna webbplats använder cookies

Vi använder cookies för analys för att förbättra vår webbplats. Läs vår integritetspolicy för mer information.
Avböj