Semikonduktor amorf, yang tidak memiliki urutan ini dan memiliki atom yang didistribusikan secara acak, lebih hemat biaya, sederhana dan diproduksi secara seragam, menurut tim peneliti.
Namun silikon terhidrogenasi amorf tradisional yang digunakan dalam aplikasi semacam itu “gagal dalam sifat listrik, mengharuskan eksplorasi bahan baru”, tulis mereka dalam sebuah makalah yang diterbitkan sebagai pratinjau yang dipercepat dalam jurnal Nature peer-review pada hari Rabu.
Makalah ini telah menjalani peer review tetapi membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut.
Menciptakan semikonduktor amorf dengan mobilitas elektron tinggi – kecepatan di mana elektron dapat bergerak melalui semikonduktor – “memegang janji untuk meningkatkan teknologi CMOS terukur dan memfasilitasi integrasi elektronik multifungsi,” kata makalah itu.
Namun, tantangan untuk mengembangkan semikonduktor amorf yang sesuai telah menghambat pengembangan perangkat generasi baru.
Tim dari Chengdu’s University of Electronic Science and Technology of China dan Pohang University of Science and Technology di Korea Selatan mengatakan mereka telah merancang “strategi desain perintis untuk semikonduktor tipe-p amorf,” yang dapat memungkinkan hal ini.
Pengembangan “transistor film tipis”, teknologi yang menyebabkan tampilan layar kristal cair, telah didorong maju oleh penciptaan semikonduktor tipe-n amorf mobilitas tinggi, kata tim tersebut.
Semikonduktor tipe-N memiliki kelebihan elektron dan lebih sedikit “lubang”, yaitu ketika elektron dalam atom bergerak dari kulit valensi – di mana mereka biasanya berada – ke dalam pita konduksi, di mana mereka dapat dengan mudah melarikan diri dari atom, menciptakan kekosongan.
Semikonduktor tipe-P, di sisi lain, memiliki kelebihan lubang karena kotoran yang diperkenalkan – yang memodifikasi sifat listriknya.
Mengembangkan semikonduktor tipe-p untuk CMOS telah terbukti menjadi tantangan besar, karena senyawa yang digunakan hanya dapat bekerja secara optimal dalam bentuk kristal, kata para peneliti.
Bentuk kristal memiliki “stabilitas rendah, proses sintesis kompleks, ketidakseragaman area besar, dan kurangnya kompatibilitas industri”, dibandingkan dengan bentuk amorf, menurut makalah mereka.
Namun, tim menemukan strategi untuk menggunakan penguapan termal untuk membuat komposit berbasis telurium yang dapat memungkinkan semikonduktor tipe-p amorf yang layak secara komersial menjadi kenyataan. Telurium adalah bahan semikonduktor yang muncul.
Strategi yang mereka usulkan “menunjukkan keunggulan dibandingkan semikonduktor tipe-p amorf yang dilaporkan muncul, menunjukkan kinerja listrik yang luar biasa, efektivitas biaya, stabilitas tinggi, skalabilitas” dan potensi pemrosesan, kata makalah mereka.
“Studi ini merupakan langkah penting menuju pembentukan semikonduktor tipe-p amorf yang layak secara komersial dengan “biaya rendah dan kompatibel dengan industri”, tulis tim tersebut.
