У нового полупроводника отсутствует тепловое расширение

Материалы с близким к нулю коэффициентом теплового расширения ранее были интересны производителям кухонной посуды, оптических устройств и компонентов различных тепловых машин. Для полупроводников поиск подобных материалов до последнего времени не вели, хотя проблема теплового расширения стоит в этой сфере не менее остро, чем в других.

Тепловое расширение может быть причиной полного выхода из строя полупроводников за счет отделения материала полупроводника от подложки или же привести к значительному падению производительности электронных устройств из-за изменений в электронной структуре материала.

Американские исследователи изготовили гибридный полупроводниковый материал, в котором использованы и органические, и неорганические компоненты, которые расположены послойно, образуя трехмерную кристаллическую структуру. Органический слой в кристалле проявляет отрицательную температурную зависимость, сжимаясь при нагревании, неорганический, напротив, расширяется, а в целом эти эффекты компенсируются, и тепловое расширение гибридного полупроводника практически отсутствует.

Исследователи продемонстрировали универсальность подхода - с его помощью можно создавать материалы как с положительным, так и отрицательным коэффициентом теплового расширения. Последний случай, кстати, не так уже редок - всем известная вода при охлаждении ниже 4 C увеличивается в объеме, вплоть до температуры фазового перехода.

Созданный материал оказался также и химически устойчивым, действие ультрафиолетового лазера также не привело к деградации свойств, как и выдерживание при температуре около 200 C. Эти свойства открывают перспективы для разработок мощных полупроводниковых лазеров, тонких и устойчивых к внешним воздействиям солнечных батарей, различных датчиков и оптоэлектронных устройств, сообщает пресс-релиз национальной лаборатории.