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El silicio retiene la conductividad a niveles de carga ultrabajos

01.03.2020

Investigadores del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares y Tecnología (NIST, por sus siglas en inglés) han ideado un nuevo método para medir la movilidad de partículas cargadas en silicio que, si no se anula, amplía significativamente la comprensión de los procesos de transferencia de carga en semiconductores.

El método propuesto por los científicos permitió realizar las mediciones más sensibles de la velocidad de movimiento de una carga eléctrica en el silicio, y esto es un indicador de su eficacia como semiconductor. Como resultado, el nuevo método permitirá evaluar con mayor precisión el efecto de ciertos dopantes en la conductividad del silicio y constituirá la base para mejorar las características de los dispositivos semiconductores. Esta es una oportunidad de mejorar el rendimiento de los chips casi gratis solo a través de una mejor comprensión de los procesos. Llevar a cabo la afinación, por así decirlo.

Tradicionalmente, la movilidad de los electrones y los huecos en el silicio se medía por el método de Hall. Este método asume que los contactos están soldados en una muestra de silicio (semiconductor) para pasar una corriente eléctrica. La desventaja de este método es que aparecen defectos o impurezas en los puntos de soldadura, que introducen distorsiones en los resultados de la medición.

Para la pureza del experimento, los científicos del NIST utilizaron un método sin contacto. La muestra de silicio se expuso primero a luz de baja intensidad en forma de pulsos ultracortos de luz visible, y luego la muestra se irradió con pulsos de radiación en el rango de microondas o infrarrojo lejano. La luz visible débil producía un efecto de fotodopaje en el silicio: aparecían partículas cargadas en la capa de silicio en forma de electrones y huecos.

La luz visible, por razones obvias, no podía penetrar en el espesor del silicio. Para ello, la muestra fotodopada se irradió con radiación de terahercios (en el rango del infrarrojo lejano), para lo cual el silicio es transparente. Y cuantas más partículas cargadas haya en la muestra, más luz penetra o es absorbida por la muestra. Es importante señalar aquí que para una medición más precisa de la movilidad de los electrones en la muestra, su espesor debería haber sido bastante grande, hasta 1 mm. Esto descartó la influencia de defectos en la superficie de la muestra en las mediciones.

Sin embargo, el número de electrones y huecos "introducidos" por la luz visible en la muestra tenía que ser lo más pequeño posible para reducir el umbral de sensibilidad durante las mediciones. Por lo general, para esto, la muestra se irradió con un fotón, pero en el caso de una muestra gruesa, un fotón eliminó las partículas de silicio con carga insuficiente. Se encontró una salida irradiando la muestra con dos fotones de luz visible. Después de eso, la radiación de terahercios pasó libremente a través de la muestra con un número mínimo de partículas cargadas en la mayor parte del material. Según los científicos, el umbral de sensibilidad se redujo en un factor de 10, de 100 billones de portadores de carga por cm2 a 10 billones.

Tan pronto como se bajó el umbral de sensibilidad, lo sorprendente se hizo evidente. La movilidad de los electrones en el silicio resultó ser capaz de crecer incluso hasta un estado muy enrarecido de los portadores en el material, que nadie sospechaba antes. De hecho, la movilidad en sí resultó ser un 50% más alta de lo que se pensaba anteriormente. Para una prueba de control, se llevó a cabo un experimento similar con arseniuro de galio (GaAs), también un semiconductor fotosensible. Se encontró que la movilidad de los portadores de carga en este material continúa creciendo a medida que disminuye su densidad. El límite de densidad de portadores medido por el nuevo método resultó ser unas 100 veces menor de lo que se pensaba anteriormente.

En un futuro lejano o no tan lejano, los semiconductores podrán operar a niveles de carga muy bajos. Al menos el límite teórico se ha empujado lo suficiente. Estos son paneles solares altamente sensibles y detectores de un solo fotón (¡hola a las computadoras cuánticas!), electrónica ultraeficiente y mucho más.

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Mongolia comienza a fabricar sus propios automóviles. La empresa local Bars Motors se encargará de esto.
Bars Motors abrió su propia planta de fabricación de automóviles en Mongolia, donde planea producir 2500 automóviles nuevos al año hasta el momento. El primer vehículo de la compañía es el Mozo SUV (un acrónimo que significa "Intelecto del pueblo mongol").

El automóvil se puede llamar una copia de la cruz Zotye T500 2017, está más adaptado a las carreteras de Mongolia en comparación con el original.

El SUV Mozo de Bars Motors está equipado con un motor turbo de gasolina de 156 litros y 1,5 caballos de fuerza, que interactúa con una transmisión automática de seis velocidades y un sistema de tracción delantera. Altura de modificación 1695 mm, ancho 1850 mm, largo 4632 mm, distancia entre ejes 2700 mm. La capacidad del maletero alcanza los 1155 litros.

El precio de Mozo en el mercado interno es de 69-79 millones de tugriks (25-30 mil dólares).

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