半導体の進歩が低コストでフレキシブルな電子機器につながる可能性(Semiconductor advancement could lead to low-cost, flexible electronic devices)

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2024-05-22 バッファロー大学(UB)

安価で高性能な電子機器の需要が増える中、ワイドバンドギャップ半導体が注目されていますが、これらは非常に高価です。ニューヨーク州立大学バッファロー校、テキサス州立大学、TapeSolar Inc.の研究者たちは、この問題を解決するために新しい製造技術を開発しました。この技術は、エピタキシャル成長という手法を使用し、柔軟でロール・ツー・ロール製造が可能な単結晶状のゲルマニウム基板にガリウム砒素を成長させるものです。この方法はコスト効率が高く、効率的に高性能な半導体を製造できる可能性があります。研究成果は2023年5月2日にScientific Reportsで発表されました。

<関連情報>

広範なオプトエレクトロニクス応用のための、フレキシブルで大面積の単結晶状基板上のヘテロエピタキシャルGaAs薄膜 Heteroepitaxial GaAs thin-films on flexible, large-area, single-crystal-like substrates for wide-ranging optoelectronic applications

Gokul Radhakrishnan,Kyunghoon Kim,Ravi Droopad & Amit Goyal
Scientific Reports  Published:02 May 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-024-59686-0

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Abstract

Recent advances in semiconductor based electronic devices can be attributed to the technological demands of ever increasing, application specific markets. These rapidly evolving markets for devices such as displays, wireless communication, photovoltaics, medical devices, etc. are demanding electronic devices that are increasingly thinner, smaller, lighter and flexible. High-quality, III-V epitaxial thin-films deposited on single-crystal substrates have yielded extremely high-performance, but are extremely expensive and rigid. Here we demonstrate heteroepitaxial deposition of GaAs thin-films on large-grained, single-crystal-like, biaxially-aligned, flexible, metallic substrates. We use molecular beam epitaxy (MBE) for the controlled growth of high quality GaAs layers on lattice matched Ge capped, flexible metal substrates. The structural, optical, interfacial and electrical characteristics and properties of the heteroepitaxial GaAs layers are analyzed and discussed. The results show that heteroepitaxial GaAs layers with good crystalline and optoelectronic properties can be realized for flexible, III-V based semiconductor devices. III-V materials integrated on large-grained, single-crystal-like, flexible, metallic substrates offer a potential route towards fabrication of large-area, high-performance electronic devices.

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