Naukowcy z Forschungszentrum Jülich i Leibniz Institute for Innovative Microelectronics (IHP) opracowali nowy, stabilny stop czterech pierwiastków z Grupy IV: węgla, krzemu, germanu i cyny, nazwany CSiGeSn. Ten przełomowy materiał, opisany w czasopiśmie "Advanced Materials", otwiera nowe możliwości w dziedzinie zaawansowanej elektroniki, fotoniki i technologii kwantowych, dzięki możliwości integracji z istniejącymi procesami produkcji chipów.
Dr Dan Buca z Forschungszentrum Jülich określił CSiGeSn jako "ostateczny półprzewodnik Grupy IV", podkreślając jego wszechstronność. Właściwości materiału można precyzyjnie dostosowywać, co pozwala na tworzenie komponentów wykraczających poza możliwości czystego krzemu, w tym elementów optycznych i obwodów kwantowych. Kluczowa jest również jego kompatybilność z procesem CMOS, standardem w branży chipów, co ułatwia komercjalizację.
Proces tworzenia materiału, wykorzystujący epitaksję i system chemicznej depozycji z fazy gazowej (CVD) firmy AIXTRON AG, pozwolił przezwyciężyć wcześniejsze wyzwania związane z różnicami w rozmiarach atomów i sposobach ich wiązania. Wśród kluczowych naukowców zaangażowanych w projekt znaleźli się Omar Concepción, Ambrishkumar J. Devaiya, Markus A. Schubert i Giovanni Capellini.
Potencjał CSiGeSn jest ogromny. Zastosowania obejmują ulepszone układy scalone, nowe komponenty optoelektroniczne, takie jak diody emitujące światło (LED) oparte na strukturach studni kwantowych, a także skalowalne komponenty fotoniczne, termoelektryczne i kwantowe. Badania nad podobnymi stopami, jak GeSn i SiGeSn, wykazały już ich potencjał w tworzeniu laserów i detektorów działających w podczerwieni oraz w zwiększaniu mobilności nośników ładunku. Ten nowy materiał może zrewolucjonizować branżę półprzewodników, umożliwiając tworzenie bardziej wydajnych i wszechstronnych urządzeń elektronicznych i optycznych przyszłości.