Kutatók először fedezték fel kísérletben, hogy egy köbös bór-arzenid kristály nagy hordozómozgékonyságot mutat mind az elektronok, mind a lyukak számára - ez a két módja a töltés hordozásának egy félvezető anyagban -, ami a következő generációs elektronika számára jelentős előrelépést jelent.
Míg a korábbi előrejelzések szerint a kristály egyszerre mutathat nagy elektron- és lyukmozgékonyságot, a Science folyóiratban megjelent két tanulmány egyike azt mutatja, hogy a kutatóknak sikerült kísérletileg igazolniuk a nagy hordozómozgékonyságot szobahőmérsékleten, ami kibővíti a kristály potenciális felhasználási lehetőségeit a kereskedelmi alkalmazásokban. A munkában elsősorban amerikai és kínai kutatók vettek részt.
A Science-ben megjelent kísérő tanulmány leírja, hogy a kristály mérésére tranziens reflexiós mikroszkópiát alkalmaztak, amely kimutatta a nagy mobilitást, és néhány esetben, amikor nagyobb energiájú lézersugarat használtak, meghaladta a korábbi előrejelzéseket.
Zhifeng Ren fizika professzor, a Houstoni Egyetem szupravezetési központjának igazgatója, egyben mindkét cikk szerzője szerint a munka fontos következményekkel jár számos elektronikus és optikai alkalmazás szempontjából, hasonlóan azokhoz az előrelépésekhez, amelyek a mindenféle elektronikában széles körben használt szilíciumlapkák megjelenését követték.
Egyes félvezető alkalmazásokhoz olyan anyagra van szükség, amely egyszerre rendelkezik magas hővezető képességgel - amely azt méri, hogy egy anyag mennyire hatékonyan vezeti a hőt - és nagy elektron- és lyukmozgékonysággal. Korábbi kutatások már bizonyították, hogy a köbös bór-arzenidnek magas a hővezető képessége, így a nagy ambipoláris mobilitás döntő előrelépést jelentett.
"Ebben az anyagban óriási lehetőségek rejlenek" - mondta Ren. Bár a nagyobb, egységes tulajdonságokkal rendelkező kristályok következetes előállításán még folyik a munka, az eredmény még nagyobb hatással lehet a területre, mint a szilíciumszelet - állította. A félvezetők ugyanis megkövetelik, hogy az áramot elektronok és lyukak egyaránt vigyék, de a legtöbb ismert anyag csak az egyik típusú hordozó számára kínál nagy mobilitást. A félvezető teljes hatásfokát az alacsonyabb érték határozza meg. "Ha mindkettő magas, akkor az eszköz hatékonyabb lesz. Ez teszi ezt az anyagot egyedivé" - mondta Ren.
