Cink-oksid kao poluprovodnik

Hiljade tona cink-oksida proizvede se svake godine za različite nemene. Cink-oksid koristi se za sve - od aditiva do sredstava za sunčanje.Mogao bi postati i značajan poluprovodnik, ako bi istraživači pronašli način za njegovo "dopingovanje". Tim nemačkih naučnika blizu je otklanjanja ovog problema. Naime, otkrili su da atomi vodonika narušavaju proces. Kontrolisana koncentracija vodonika pri proizvodnji mogla bi otvoriti put cink-oksidu kao jeftinom poluprovodniku.

Dopingovanje je unošenje specifičnih "stranih" atoma u kristalne rešetke i najznačajniji je deo proizvodnje poluprovodnika. Strani atomi mogu otpustiti jedan elektron i time napraviti n-zonu, ili ga primiti i stvoriti p-zonu. Pokretljivi elekroni (u n-zoni) ili "rupe" (u p-zoni) doprinose električnoj provodljivosti poluprovodnika koji bi bez njih ostao izolator. Standardan proces, korišćen pri proizvodnji Si i Ge poluprovodnika ne daje dobre rezultate za ZnO. Tačnije, bilo je vrlo teško postići p-doping što je učinilo nemogućom proizvodnju mnogih elektronskih komponenata, poput LED dioda. ZnO ne može se koristiti pri izgradnji elemenata koji zahtevaju pn-prelaze te se koristi samo za neke specifične elemente.

U poslednjih nekoliko godina uznapredovalo se u proizvodnji poluprovodničkog ZnO, te su čak konstruisane i LED diode, no proces dopingovanja i dalje je praćen velikim problemima. Naučnici sa "Rur" univerziteta u Bohumu uspeli su otkriti primesu koja onemogućuje dopingovanje ZnO. Tokom eksperimenata, koje su pokrenuli zbog proučavanja katalizatorskih svojstava oksida, uspeli su pokazati da prisustvo atoma vodonika uvek rezultuje n-dopingom.

Vodonik, kog je gotovo nemoguće izbeći u procesu lako otpušta elektrone koje primaju p-zone. Moguće bi bilo izvesti p-doping pošto se izvede n-doping uz prisustvo vodonika, a zatim se ZnO zagreva da bi se uklonio vodonik.

Najnovija istraživanja uspela su pobiti mišljenje da problemi pri dopingovanju ZnO nastaju usled nepravilnosti u kristalnoj rešetci, tj. usled slobodnih Zn ili O atoma. Nova otkrića mogla bi rezultovati širom primenom ZnO za izgradnju elektronskih komponenti.

Izvor:

• ScienceDaily, Decembar 2008.