Halvledare med ultrastort bandgap – för framtida kvantteknik och grön elektronik

Gränserna inom halvledarfysik och halvledarteknik måste flyttas fram för att utveckla nästa generations kvantteknik och miljövänliga elektronik som är nödvändig för övergången till ett hållbart, säkert och motståndskraftigt samhälle. 

För att sådana behov ska kunna tillgodoses kommer Vanya Darakchieva och hennes forskargrupp ta fram kunskap om outforskade halvledare med ultrastort bandgap, ultra-wide bandgap (UWBG), baserade på metalloxider och metallnitrider. Ultrastora bandgap är en egenskap hos vissa halvledare som gör att de kan hantera mycket högre spänningar och temperaturer jämfört med vanliga halvledarmaterial, så som kisel. 

Potential att förändra transporter

Dessa nya material har stor potential att möjliggöra nästa generations miljövänliga kraftelektroniska komponenter med bättre prestanda och som är billigare och lättare att massproducera. Det finns stor potential att radikalt förändra transporter samt distribution och omvandling av elektricitet, vilket kommer att minska koldioxidutsläppen.

Den nya halvledarmaterialen skulle också kunna fungera som värdmaterial för att skapa så kallade punktdefekter för robusta kvantbitar och emittrar av enstaka fotoner som kan fungera vid rumstemperatur, något som viktigt för att de ska kunna användas i praktiska tillämpningar, som till exempel i kvantdatorer och kvantsensorer, som för närvarande endast kan fungera vid temperaturer nära den absoluta nollpunkten. 

Text Lunds universitet
Bild Kennet Ruona