電子機器性能を向上させ得る新材料を開発(New material could improve electronics)

2026-02-05 エディンバラ大学

英エディンバラ大学の研究チームは、これまで合成が困難と考えられてきた新素材を創製し、一般的な電子機器の動作をより高速かつ低エネルギーで可能にする可能性を示した。この新素材は極めて高い性能を持つ半導体として機能し、コンピュータプロセッサや医療用イメージング装置などの電子デバイスで効率を向上させると期待されている。研究では、ナノスケールの構造や電子バンド構造の工夫により、材料内部でのキャリア移動度や伝導特性が大幅に改善されることが確認された。また、この材料は従来のシリコンベースの構造よりも低いエネルギーで動作できる可能性があり、次世代の省エネルギー電子機器開発に貢献する可能性がある。成果は材料科学と電子工学の融合研究として注目されている。原文はエディンバラ大学の公式ニュースリリースとして公開された。

<関連情報>

高圧と組成指向による六方晶系GeSn合金クラスへの道 High Pressure and Compositionally Directed Route to a Hexagonal GeSn Alloy Class

George Serghiou,Hans Josef Reichmann,Gang Ji,Laurence Nigay,Jonathan P. Wright,Daniel J. Frost,and Gus Calder
Journal of the American Chemical Society  Published October 8, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.5c11716

Abstract

 

電子機器性能を向上させ得る新材料を開発(New material could improve electronics)

Despite their electronic dominance, cubic diamond structured Si and Ge, are optoelectronically deficient. Recent work indicates, however, that a volume-expanded hexagonal Ge modification can exhibit intensely sought, superior optoelectronic characteristics. If larger Sn could form a hexagonal solid solution with Ge, this would achieve this expansion. But this was not expected because Ge and Sn are unreactive at ambient conditions, Sn does not have an ambient hexagonal symmetry, and only cubic or tetragonal binary modifications could be prepared under any conditions including thin film processing. This state of affairs is categorically changed here by subjecting Ge and Sn to pressures of 9 and 10 GPa and temperatures up to 1500 K using large-volume press methods. Synchrotron angle-dispersive X-ray diffraction, precession electron diffraction and chemical analysis using electron microscopy reveal ambient pressure recovery of hexagonal 2H, 4H and 6H Ge–Sn solid solutions (P63/mmc). Formation of this new binary materials landscape is correlated with Sn uptake, with the hexagonal symmetry being accessible below 21 atom % Sn and the cubic diamond symmetry at or above this value. The findings form fertile routes to advanced materials, by in tandem creating reactivity with pressure and directing production of needed crystal symmetries with composition, as well as opportunity to tune properties based on crystal symmetry, composition, and stacking sequence for optoelectronic applications.

0403電子応用
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