Investigadores de la Universidad de Tohoku han desarrollado una técnica que utiliza una esfera hueca para medir las propiedades electrónicas y ópticas de grandes cristales semiconductores. El enfoque, publicado en la revista Física Aplicada Express , mejora las técnicas actuales de espectroscopía de fotoluminiscencia y podría generar ahorros de energía para los productores en masa y, por lo tanto, los consumidores de dispositivos eléctricos.
Los cristales semiconductores se utilizan para fabricar dispositivos electrónicos como chips de microprocesador y transistores. Los fabricantes deben poder detectar defectos de cristal y probar su eficiencia de conversión de energía. Una forma de hacerlo es medir su 'eficiencia cuántica interna' o su capacidadpara generar fotones a partir de electrones excitados por una corriente eléctrica o un láser de excitación. Los métodos actualmente disponibles limitan el tamaño de la muestra que se puede probar a la vez.
El científico de materiales avanzados Kazunobu Kojima de la Universidad de Tohoku y sus colegas idearon un enfoque modificado para la espectroscopia de fotoluminiscencia que puede analizar muestras más grandes.
La espectroscopia de fotoluminiscencia estándar detecta la cantidad relativa de luz emitida por un cristal semiconductor cuando se le aplica un láser de excitación. La energía de la luz se pierde a través de estos procesos de excitación y emisión, por lo que los científicos han estado experimentando con espectroscopia de fotoluminiscencia que utiliza una 'esfera integradora'para minimizar la pérdida de fotones, las partículas elementales de luz.
Las esferas integradas recogen tanto la luz de excitación como la luz emitida por una muestra que se encuentra en su interior, donde la luz se refleja de manera difusa en el interior hasta que se dispersa uniformemente. La distribución uniforme de la luz mejora la precisión y repetibilidad de las pruebas de eficiencia cuántica interna.esto significa que el tamaño del cristal que se está probando está limitado en última instancia por el tamaño de la esfera.
Kojima y sus colegas descubrieron que aún podían probar la eficiencia cuántica interna de un cristal cuando se colocaba directamente fuera de la esfera, lo que permitía utilizar muestras más grandes.
Realizaron sus pruebas en un cristal semiconductor llamado nitruro de galio, que se usa comúnmente en LED y se espera que se use en dispositivos electrónicos debido a sus propiedades superiores.
"Esta espectroscopía de 'fotoluminiscencia omnidireccional' se puede utilizar para evaluar la calidad de cristales de gran tamaño o obleas semiconductoras, que son esenciales para la producción en masa de dispositivos de potencia", dice Kojima, y agrega que esto podría conducir al ahorro de energía y reducircostos de producción.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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