科学家开发出一种新材料,可用于制造高质量氮化铟
氮化铟是一种很有前途的电子材料,但制造难度很大。瑞典林雪平大学的科学家开发出一种新分子,可用于制造高质量的氮化铟,从而使其用于高频电子器件等领域。
我们目前用于无线数据传输的带宽资源不足。如果我们要继续传输不断增加的数据量,就必须将更多频谱资源投入使用增加可用带宽。氮化铟可能是解决方案的一部分。
由于电子极易在氮化铟中移动,因此可以以极高速度使电子前后移动,并产生频率极高的信号。这意味着氮化铟可以用于高频电子设备中,例如,它可以为无线数据传输提供新的频率。这项研究成果最近发表在《材料化学》上。
氮化铟由氮和金属铟组成。它是一种半导体,因此可以用于晶体管,而所有的电子设备都是以它为基础的。问题在于难以生产氮化铟薄膜。通常使用众所周知的化学气相沉积或CVD方法生产相似半导体材料的薄膜,其中使用的温度在800到1,000摄氏度之间。然而,当氮化铟被加热到600摄氏度以上时,它就会分解成铟和氮。
进行本次研究的科学家们采用了一种被称为原子层沉积的CVD变体,即ALD,其中使用了较低的温度。他们开发了一种新分子,称为三氮化铟。以前没有人使用这种三氮化铟,研究人员很快发现,三氮化铟分子是制造薄膜的优良初始材料。电子产品中使用的大多数材料必须通过在控制电子材料晶体结构的表面上生长薄膜生产。这个过程被称为外延生长。研究人员发现,如果使用碳化硅作为基底,就可以实现氮化铟的外延生长,这在以前是未知的。而且,用这种方法生产的氮化铟纯度极高,属于世界上质量最高的氮化铟。
研究人员还发现了另一个令人惊讶的事实。使用ALD的人普遍认为,不应该让分子在气相中以任何方式发生反应或被分解。但是,当研究人员更改了涂层工艺的温度时,他们发现不仅稳定工艺存在一个温度,而且还有两个温度。
三氮化铟在气相中分解成更小的碎片,这改善了ALD工艺。这是ALD内的一个范式转变–使用在气相中不完全稳定的分子。研究人员表明,如果让新分子在气相过程中分解到一定程度,就可以获得更好的最终结果。

研究人员现在正在研究三氮化物分子类似金属物,并在使用这些金属生产ALD分子时获得了可喜的结果。