För första gången har forskare kunnat studera exakt vad som händer när ett halvledarmaterial smälter. Resultatet kan ge en exaktare dopningsgrad och därmed öka processutfallet.
Med en kombination av röntgenstrålning och ytterst korta laserpulser har ett forskarlag vid University of California i San Diego lyckats skapa en datoranimerad film på molekylnivå av händelseförloppet då en germaniumhalvledare smälter. Enligt tidningen EE Times har detta aldrig gjorts tidigare.
Resultatet kan ha stor betydelse för halvledartillverkarna. De korta laserpulserna kan exempelvis användas för att exakt, atom för atom, återskapa kristallstrukturen efter dopningen. Dagens metoder garanterar inte denna exakthet.
Utrustningen kan också ge en snabb och kraftig ökning av temperaturen på små, väl kontrollerade ytor. Forskarna talar om några tusen grader på ett par pikosekunder. Vad detta ska användas till är det dock ingen som kan säga idag, men det öppnar onekligen nya möjligheter.
Den smältning som forskarna uppnått betecknas som "icke-termisk". Med femtosekundlånga laserpulser lyckades de excitera elektronerna i germaniumet så att atomerna övergick från fast till flytande form utan att passera någon termisk jämvikt. Tillståndet förekommer annars enbart under stort tryck och hög temperatur, exempelvis i solens inre.
Resultatet dokumenterades med hjälp av korta skurar av röntgenstrålning. Informationen från denna matades i realtid till en dator. Ur informationen extraherade forskarna sedan en film, eller åtminstone en serie visualiserade data som visar hur atomerna lösgör sig från varandra.
Nästa steg för gruppen är att undersöka strukturen hos kol, det grundämne som har högst smältpunkt.