Arsenek boru zamiast krzemu - półprzewodnik idealny? Naukowcy zaprezentowali możliwości tego związku chemicznego

Badacze z MIT oraz z Uniwersytetu w Houston wykazali właśnie, że krystaliczny sześcienny arsenek boru jest pozbawiony wad, którymi cechuje się krzem. Zapewnia mianowicie dużą mobilność elektronom i dziurom elektronowym (przez co upodabnia się do grafenu) oraz charakteryzuje się świetnym przewodnictwem cieplnym. Naukowcy twierdzą, że to najlepszy ze znanych nam dotąd półprzewodników, który za jakiś czas może wyprzeć krzem. Ale po kolei.

Sześcienny arsenek boru to związek, który jest na jak najlepszej drodze, aby w przyszłości zastąpić krzem w roli półprzewodnika.

Krzem i inne półprzewodniki, jak np. używany do budowy laserów arsenek galu, charakteryzuje się dobrą mobilnością elektronów, ale nie dziur. Poważnym problemem jest też rozpraszanie ciepła. W samochodach elektrycznych stosuje się z tego powodu węglik krzemu. Ma on co prawda mniejszą mobilność elektronów niż krzem, ale za to jego przewodnictwo cieplne jest trzykrotnie lepsze. Sześcienny arsenek boru (c-BAs) oferuje z kolei nie tylko większą mobilność dziur oraz elektronów niż krzem, ale także niemal dziesięciokrotnie lepsze przewodnictwo cieplne (1200 W/mK vs 150 W/mK).

Już przez czterema laty David Broido, który jest współautorem najnowszych badań, teoretyzował, że arsenek boru powinien charakteryzować się świetnym przewodnictwem cieplnym. Następnie przewidywania te zostały dowiedzione eksperymentalnie. Wykazano mianowicie, że potrafi on rozpraszać ciepło lepiej nawet niż niektóre diamenty. Okazało się również, że materiał ten ma bardzo dobre pasmo wzbronione, którego istnienie jest niezbędną cechą półprzewodnika. Najnowsze badania dodały zaś do tego obrazu wspomnianą już możliwość szybkiego transportu elektronów i dziur. Wiele wskazuje więc na to, że mamy do czynienia z półprzewodnikiem idealnym. Zanim jednak arsenek boru wyprze na dobre krzem (o ile w ogóle to zrobi), naukowcy muszą jeszcze zbadać m.in. jego długookresową stabilność.