i

Aktuální číslo:

2023/2

Téma měsíce:

Propojený svět

Arsenid boru kontra křemík

 |  9. 1. 2023
 |  Vesmír 102, 7, 2023/1

Polovodič vhodný pro mikroprocesory by měl mít kromě vysoké pohyblivosti nosičů náboje také vysokou tepelnou vodivost. Důmyslné laboratorní experimenty prokázaly, že velmi čistý kubický arsenid boru má nejméně 10krát lepší tepelnou vodivost než křemík a že rovněž pohyblivostí nosičů náboje předčí všechny dosud známé polovodiče. Pohyblivost elektronů má na stejné úrovni jako křemík, avšak pohyblivost děr je mnohem vyšší než u křemíku. To z něj činí vysoce nadějný materiál pro integrované obvody s velmi vysokým počtem tranzistorů a vysokou taktovací frekvencí.

A nejen to. Další skupina experimentátorů zjistila, že kubický arsenid boru má ještě jednu přednost, která by z něj činila slibný materiál pro fotovoltaické články s vysokou účinností. Světlo s dostatečně velkou energií absorbované v polovodivém materiálu generuje volný elektron a elektronovou díru, které se v elektrickém poli pohybují, elektrony k anodě, kladně nabité díry ke katodě. Elektrony vyšších energií ve většině polovodičových materiálů nevydrží dost dlouho, aby mohly být „sesbírány“ na  anodě. Usama Choudry se spolupracovníky prokázal pomocí řádkovací ultrarychlé elektronové mikroskopie, že v kubickém arsenidu boru elektrony vyšších energií vydrží dostatečně dlouho (zhruba 200 ps). Kubický arsenid boru by proto byl příslibem i pro fotovoltaiku, pokud ho ovšem technologové dokážou vyrábět ve velkém a dostatečně levně. Zatím je to první malý krůček. Nicméně panel editorů PhysicsWorld vybral tento objev mezi svých deset průlomových fyzikálních objevů roku 2022. 

Usama Choudry et al.: Matter, 2022, DOI: 10.1016/j.matt.2022.09.029

Jungwoo Shin et al.: Science, 2022, DOI: 10.1126/science.abn42

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika, Chemie
RUBRIKA: Mozaika

O autorovi

Ivan Boháček

Mgr. Ivan Boháček (*1946) absolvoval Matematicko-fyzikální fakultu UK v Praze. Do roku 1977 se zabýval v Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského molekulovou spektroskopií, do roku 1985 detektory ionizujících částic v pevné fázi v Ústavu pro výzkum, výrobu a využití radioizotopů. Spolu s Z. Pincem a F. Běhounkem je autorem knihy o fyzice a fyzicích Newton by se divil (Albatros, Praha 1975), a se Z. Pincem pak napsali ještě knihu o chemii Elixíry života a smrti (Albatros, Praha 1976). Ve Vesmíru působí od r. 1985.
Boháček Ivan

Doporučujeme

S rozumem v koncích?

S rozumem v koncích?

Přemysl Mácha, Michal Pavlásek  |  6. 2. 2023
Podle amerického sociobiologa Edwarda O. Wilsona „skutečný problém lidstva tkví v tom, že máme paleolitické emoce, středověké instituce a božské...
Nepůvodní rostliny a dědictví evropského kolonialismu

Nepůvodní rostliny a dědictví evropského kolonialismu

Petr Pyšek, Jan Pergl  |  6. 2. 2023
Kolonialismus je nejčastěji spojován s dobýváním nových území, drancováním přírodních zdrojů či zavlékáním nemocí. Patří k němu ale také masové...
Rébusy z pravěku

Rébusy z pravěku uzamčeno

Martin Oliva  |  6. 2. 2023
Byl čtvrtek 16. července 1987, když se pod radlicí těžkého buldozeru v čerstvé ornici objevil shluk kostí. Stalo se na místě, které je jen několik...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné