Des scientifiques de l'Université de Cardiff ont, pour la première fois, repéré des "instabilités" inédites à la surface d'un matériau semi-conducteur composé commun.

Les découvertes pourraient potentiellement avoir des conséquences profondes pour le développement de futurs matériaux dans les appareils électroniques qui alimentent notre vie quotidienne.

Les semi-conducteurs composés font partie intégrante des appareils électroniques, des smartphones et GPS aux satellites et ordinateurs portables.

Les nouvelles découvertes, publié dans la principale revue Lettres d'examen physique , ont révélé comment la surface d'un matériau semi-conducteur composé couramment utilisé - l'arséniure de gallium (GaAs) - n'est pas aussi stable qu'on le pensait auparavant.

À l'aide d'équipements de pointe à l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Cardiff et à l'Institute for Compound Semiconductors, l'équipe a identifié de petites poches d'instabilité dans la structure atomique de GaAs qui ont tendance à apparaître puis à disparaître.

C'est la première fois que ce phénomène, surnommé "métastabilité", a été observé sur des surfaces de GaAs.

Co-auteur de l'étude Dr Juan Pereiro Viterbo, de l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Cardiff, a déclaré:"Pour le moment, nous ne savons pas si ce phénomène affecte la croissance des structures de dispositifs semi-conducteurs - c'est ce que nous devons étudier ensuite.

« Si ce phénomène devait se produire pendant la croissance des dispositifs semi-conducteurs, cela pourrait avoir des conséquences profondes.

"En fin de compte, ces découvertes nous aident à mieux comprendre ce qui se passe à l'échelle moléculaire, qui nous permettra de développer de nouveaux matériaux et structures, réduire les défauts des dispositifs semi-conducteurs composés existants et donc développer une meilleure électronique pour nos systèmes de communication, des ordinateurs, Téléphone (s, voitures et plus.

La clé de cette découverte était la disponibilité d'équipements dotés de capacités qui n'existent nulle part ailleurs dans le monde.

Les laboratoires de l'École de physique et d'astronomie et de l'Institut des semi-conducteurs composés disposent d'un microscope électronique à basse énergie combiné à une machine d'épitaxie par faisceau moléculaire qui permet aux chercheurs d'observer les changements dynamiques de la structure des matériaux pendant la fabrication de semi-conducteurs composés.

L'épitaxie par faisceau moléculaire est la technique utilisée pour fabriquer ou "faire croître" des dispositifs semi-conducteurs composés et fonctionne en tirant des faisceaux précis d'atomes ou de molécules extrêmement chauds sur un substrat. Les molécules atterrissent à la surface du substrat, condenser, et s'accumulent très lentement et systématiquement en couches ultra-fines, formant finalement un complexe, monocristal.

"Même si les GaAs ont été bien étudiés, l'utilisation de la microscopie électronique à basse énergie dans le processus de croissance nous permet d'observer des événements dynamiques jamais vus auparavant, " a conclu le Dr Viterbo.