How ultrafast lasers could modify semiconductors to maintain  operability in  extreme condition
AUTHOR : Minhyung Ahn

Electronic materials that can withstand harsh environments are essential for safety sensors. The electronics of a nuclear reactor, for example, must be resistant to high temperatures and radiation.Typical silicon­based electronics cannot endure such extreme conditions.

Wide­bandgap semiconductors –  such as silicon carbide (SiC) or gallium oxide (Ga2O3) – can overcome harsh environmental limitations. These robust and transparent materials have high melting  temperatures, are chemically stable, and operate under radiation exposure.  

However, the ability to control  electronic properties required for device applications remains very challenging in harsh environments. 

In this project, we study the possibility of using femtosecond­ultrafast lasers to modify the physical properties of wide­bandgap semiconductors.  

An ultrafast laser generates an extreme short pulse that is 1,000 times faster than the clock period of a 1 GHz computer.  

When the laser’s light pulse delivers energy to the semiconductor in femtosecond scale - which is one quadrillionth of a second or 1 million nanoseconds - it leads to an highly non-equilibrium state where the temperature of electrons and the periodic grid of atoms in crystal material, known as lattices, are unmatched. 

CATEGORY : Smart Materials