Eine von der Universität Edinburgh (Großbritannien) geleitete internationale Forschungszusammenarbeit hat erfolgreich ein neuartiges Germanium-Zinn-Halbleitermaterial hergestellt. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift „Journal of the American Chemical Society“ veröffentlicht. Dieses neue Halbleitermaterial zeigt Potenzial für die Steigerung der Betriebsgeschwindigkeit und die Reduzierung des Energieverbrauchs gängiger elektronischer Geräte.

Dieser neue Halbleiter besteht aus einer Kombination der Elemente Germanium und Zinn und zeichnet sich dadurch aus, dass er Lichtenergie und elektrische Energie effizienter ineinander umwandeln kann als das gängige Silizium. Diese Eigenschaft ist entscheidend für die Leistungssteigerung optoelektronischer Bauteile wie Computerprozessoren oder medizinischer Bildgebungsgeräte. Bisher galt die stabile Herstellung von Germanium-Zinn-Legierungen als Herausforderung, da sich die beiden Elemente unter normalen Bedingungen nur schwer zur Reaktion bringen lassen.

Das von Dr. George Serghiou von der Universität Edinburgh geleitete Forschungsteam überwand dieses Herstellungsproblem, indem es die Ausgangsmischung auf über 1200 Grad Celsius erhitzte und extrem hohen Druck ausübte. Dieses Verfahren führt schließlich bei Raumtemperatur und Normaldruck zu einem stabilen Germanium-Zinn-Legierungsmaterial. Dr. George Serghiou erklärte: „Diese Arbeit eröffnet durch unseren neu definierten kooperativen Weg – die Schaffung von Reaktivität und die Lenkung der Rückgewinnung von Material mit der gewünschten Kristallstruktur – neue Wege für das Design neuer Materialien. Diese Forschung zielt darauf ab, den wachsenden Strombedarf elektronischer Geräte und Rechenzentren zu decken, die innovative Wege benötigen, um neue Materialien zu entwickeln, die Licht nutzen können, um die Energieeffizienz zu steigern.“

Diese Forschung bietet eine neue Materialoption für die Entwicklung leistungsstarker, energieeffizienter optoelektronischer Bauteile. An der Zusammenarbeit zu diesem neuen Halbleiter waren Forscherinnen und Forscher mehrerer Fakultäten der Universität Edinburgh sowie von Forschungseinrichtungen in Deutschland, Frankreich und anderen Ländern beteiligt.

Weitere Informationen: Autoren: George Serghiou et al., Titel: „High-Pressure and Composition-Guided Synthesis of Hexagonal Germanium–Tin Alloys“, veröffentlicht in: Journal of the American Chemical Society (2025). Zeitschrifteninfo: Journal of the American Chemical Society