Exploration of semiconductors with electron poor and open tetrahedral frameworks


Project leader


Funding source

Swedish Research Council - Vetenskapsrådet (VR)


Project Details

Start date: 01/01/2014
End date: 31/12/2017
Funding: 2400000 SEK


Description

Det finns en snabbt ökande efterfråga på nya halvledarematerial, särskilt inom energiteknologin (t.ex. termoelektriska moduler, solceller, lysdioder). Syftet med denna forskning är att undersöka möjligheterna for helt nya kemiska sammansättningar och kristallstrukturer for bulk halvledare. I synnerhet skall material med så kallede elektronfattiga och öppna tetraedriska nätverkstrukturer undersökas. Elektronfattiga halvledare är material som begreppsmässigt är belägna mellan grundämnen bor och kol (eller kisel). De kännetecknas av en nätverkstruktur av metall och halvmetall atomer som är sammanbunda via kovalenta fler-center bindningar. Vi kommer att fokusera på föreningar och faser i III-IV-systemen B-Si och Al-Ge. Öppna tetraedriska nätverkstrukturer representerar Zintl faser. Detta innebär att atomerna som bildar nätverken är "sp3-hybridiserade" och sammanbundna via konventionella två-center, två-elektron bindningar. Öppna tetraedriska nätverkstrukturer innehåller interstitiella volymer i form av stora och separerade burar eller kanaler, som är fyllda av metallkatjoner (gästkomponent, t.ex. alkalimetalljoner). I vår forskning kommer vi att fokusera på nätverk som består av grundämnena bor och kol, och lithium som gästkatjoner. Båda typerna av halvledare är strukturellt komplexa och kan finna tillämpning i termoelektriska moduler eller solceller. Dock vill vi inte nödvändigtvis framställa teknologisk intressanta material, snarare vill vi bryta upp - via mera okonventionella syntesmetoder - rådande begränsningar i kemiska sammansättningar och kristallstrukturer. Syntesmetoderna inkluderar flux syntes, spark plasma sintring och högtryckstekniker. Alla har en stor potential i framställning av metastabila material. Ett primärt syfte med den föreslagna forskningen är att få en bättre forståelse for komplexa stukturer och kemiska bindningsfenomen i materialsystem som ligger i gränsomradet mellan metall och halvledare.

Last updated on 2017-22-03 at 07:08