Instabile GaAs-Oberflächen entdeckt

4. November 2019, 14:24 Uhr
Kristallstruktur von GaAs. Bild: Public Domain.
Kristallstruktur von GaAs. Bild: Public Domain.
Diese Entdeckung könnte tiefgreifende Folgen für die Entwicklung zukünftiger Elektronik in Geräten haben, die unser tägliches Leben prägen. Chips und Bauteile aus dem Verbindungshalbleiter GaAs sind in vielen elektronischen Geräten, von Smartphones und GPS-Trackern bis hin zu Laptops oder Satelliten enthalten. Die neuen Erkenntnisse zeigen nun, dass die Oberfläche von GaAs-ICs nicht so stabil ist wie bisher angenommen.

Die School of Physics and Astronomy der Universität Cardiff und das Institute for Compound Semiconductors haben kleine Bereiche mit Instabiliten in der atomaren Struktur von GaAs identifiziert, die auftauchen und dann auch wieder verschwinden können. Es ist das erste Mal, dass eine so genannte Metastabilität auf GaAs-Oberflächen beobachtet wurde.

Juan Pereiro Viterbo von der School of Physics and Astronomy meint, dass im Moment noch nicht klar ist, ob dieses Phänomen Halbleiterbauelemente wirklich beeinflusst, aber genau das muss jetzt untersucht werden. Wenn dieses Phänomen nämlich während des Wachstums von Halbleiterstrukturen auftritt, dann könnte dies weitreichende Folgen haben.
Das Verständnis des Geschehens auf der molekularen Ebene ermöglicht letztlich, neue Materialien und Strukturen zu entwickeln, Fehler in Bauelementen aus Verbindungshalbleitern zu reduzieren und damit eine bessere Elektronik für Kommunikationssysteme, Computer, Telefone, Autos und mehr zu entwickeln.

Der Schlüssel zu dieser Entdeckung war die Verfügbarkeit von speziellen Geräten, die es nirgendwo sonst auf der Welt gibt. Die Labore der School of Physics and Astronomy und des Institute for Compound Semiconductors verfügen über ein Niederenergie-Elektronenmikroskop in Kombination mit einer Molekularstrahl-Epitaxiemaschine, mit der die Forscher während der Herstellung von Verbindungshalbleitern dynamische Veränderungen an der Struktur von Materialien beobachten konnten.
 
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