Bakır Oksit Yarı İletken Yapımında Kullanılacak
Akıllı telefonlardan dijital kameralara, televizyonlara, kişisel bilgisayarlara kadar her alanda yarı iletkenler kullanılmaktadır. Yarı iletken malzemesi olarak en çok silikon ve GaN (galyum nitrat) tercih edilmektedir. Peki bu kadar yoğun kullanıma sahip silikonun ve galyum nitratın yerini bakır oksit alabilir mi? Detaylar yazımızın devamında.
31.05.2021 tarihli yazı 4704 kez okunmuştur.
Dünyada oldukça zengin bulunan silikon, bileşikten çıkarılarak saflaştırılıp kullanılmaktadır. Örnek vermek gerekirse IC kartlarda, ortalama %99.99 oranında saflaştırılmış hali kullanılmaktadır. Bu saflaştırma işlemi oldukça fazla miktarda güç tüketimi gerektiren bir aşamadır. Silikonun kullanımına ek olarak GaN yani galyum nitrat de çok sert ve mekanik olarak kararlı olma özelikleriyle tercih edilmektedir. Araştırma çalışmaları sonrasında bakır oksitin kullanımının silikon veya GaN'den bazı noktalarda daha avantajlı olduğu sonucuna varılmıştır. Bakır oksiti yakından tanımak için biraz özelliklerini inceleyelim.
Bakır oksit, fotovoltaik özelliklere sahip bir yarı iletken çeşididir. Düşük maliyeti ve p-tipi bakır oksit olmasıyla Cu2O, bazı temel araştırmalarda tercih edilmektedir. Bu maddenin sentezlenebilmesi için bazı teknikler mevcuttur. Bunlardan termal oksidasyon, kimyasal buhar birikimi, anodik oksidasyon ve reaktif püskürtme bilindik yöntemlerdendir. Bunlara ek olarak elektrodepozisyon, plazma buharlaşması ve sol-jel benzeri daldırma tekniği diğer yöntemlerdendir. Bu yöntemler sonucu oluşan karışım fazı, bakır oksitin yarı iletken olarak kullanılmasının önündeki en büyük engellerdendir. Yine de sarj edilebilir lityum-iyon bataryalarda, güneş pillerinde kullanımına sıklıkla rastlanılmaktadır. Ayrıca üzerinden geçen akıma göre direnci değiştirme özelliğine sahip memristörlerde de bakır oksit kullanımı tercih edilmektedir.
Şekil 1: Farklı Türde Malzemelerin Isıl İletkenlikleri
Lityum-iyon bataryalarda kontrol edilebilir yapısıyla tercih edilen bakır oksit, anot malzemesi görevi görmektedir. Güneş enerjisi dönüşümünde kullanılmasında da yapısındaki bakır ve oksitin doğada oldukça zengin şekilde bulunması önemli rol oynamaktadır. Daha kolay ve ucuz imalata sahip olması ve görünür ışıkta absorpsiyonunda sağladığı uygun bant aralığı tercih edilebilirliğini daha da artırmaktadır.
Silikon ve galyum nitratla özellikleri karşılaştırdığında bakır oksit üstün konuma geçmektedir. Örneğin galyum nitrat elektronları uyarmak için daha yüksek enerjiye ihtiyaç duymaktadır. Bu sonuca galyum nitratın sahip olduğu yüksek bant aralığından yola çıkılarak varmaktadır. Silikon ve bakır oksit bu konuda GaN`e üstünlük sağlamaktadır. Ancak yine de bakır oksit, silikon ve GaN`ye nazaran daha yavaş hareket etmektedir. Yapılan çalışmaların devamında bakır oksitin, yarı iletken teknolojisinde daha iyi bir noktaya taşınması bekleniyor.
Silikon ve galyum nitratla özellikleri karşılaştırdığında bakır oksit üstün konuma geçmektedir. Örneğin galyum nitrat elektronları uyarmak için daha yüksek enerjiye ihtiyaç duymaktadır. Bu sonuca galyum nitratın sahip olduğu yüksek bant aralığından yola çıkılarak varmaktadır. Silikon ve bakır oksit bu konuda GaN`e üstünlük sağlamaktadır. Ancak yine de bakır oksit, silikon ve GaN`ye nazaran daha yavaş hareket etmektedir. Yapılan çalışmaların devamında bakır oksitin, yarı iletken teknolojisinde daha iyi bir noktaya taşınması bekleniyor.
Kaynak:
► allaboutcircuits.com
► hitachi-hightech.com
► global.jcb
► hitachi-hightech.com
► global.jcb
YORUMLAR
ANKET
- Dünyanın En Görkemli 10 Güneş Tarlası
- Dünyanın En Büyük 10 Makinesi
- 2020’nin En İyi 10 Kişisel Robotu
- Programlamaya Erken Yaşta Başlayan 7 Ünlü Bilgisayar Programcısı
- Üretimin Geleceğinde Etkili Olacak 10 Beceri
- Olağan Üstü Tasarıma Sahip 5 Köprü
- Dünyanın En İyi Bilim ve Teknoloji Müzeleri
- En İyi 5 Tıbbi Robot
- Dünyanın En Zengin 10 Mühendisi
- Üretim için 6 Fabrikasyon İşlemi
- Enerji Yönetiminde Ölçümün Rolü: Verimliliğe Giden Yol
- HVAC Sistemlerinde Kullanılan EC Fan, Sürücü ve EC+ Fan Teknolojisi
- Su İşleme, Dağıtım ve Atık Su Yönetim Tesislerinde Sürücü Kullanımı
- Röle ve Trafo Merkezi Testlerinin Temelleri | Webinar
- Chint Elektrik Temel DIN Ray Ürünleri Tanıtımı
- Sigma Termik Manyetik Şalterler ile Elektrik Devrelerinde Koruma
- Elektrik Panoları ve Üretim Teknikleri
- Teknik Servis | Megger Türkiye
- Güneş Enerji Santrallerinde Yıldırımdan Korunma ve Topraklama
- Megger Türkiye Ofisi
Aktif etkinlik bulunmamaktadır.