De bungelende bindingen verwijzen naar een chemische verbinding tussen twee atomen op de oppervlaktelaag van een kristal. De binding strekt zich uit in de richting van het oppervlak in plaats van zich te verbinden met een ander atoom in het kristal.
De periodiciteit van een Si-kristal wordt aan het oppervlak verstoord, en de oppervlakteatomen herschikken zich om het aantal niet-gebonden bindingen te verminderen . Met 'dangling bonds' worden deze niet-bindende sp-orbitalen bedoeld, die geconcentreerd zijn op drievoudig gecoördineerde Si-atomen.
Vroeger werd gedacht dat ze een negatieve invloed hadden op elektrische apparaten, maar tegenwoordig worden ze gezien als de beste kwantumdot voor het maken van kwantumapparaten op siliciumoppervlakken.
De aanwezigheid van onverzadigde bindingen aan het oppervlak van een kristal kan de elektronische eigenschappen ervan aanzienlijk beïnvloeden . Wanneer een elektrisch veld wordt aangelegd, kunnen deze bindingen aan het oppervlak de geleidbaarheid van het halfgeleidermateriaal veranderen . Dit effect heeft belangrijke implicaties voor het ontwerp van apparaten, omdat het kan worden gebruikt om de stroom in een apparaat te regelen.
Welk potentieel hebben bungelende banden voor energietoepassingen?
Naast hun potentieel voor het creëren van kwantumapparaten, zijn onverzadigde bindingen ook onderzocht op hun mogelijke gebruik in energietoepassingen. Onderzoekers hebben ontdekt dat deze bindingen kunnen fungeren als elektronenvallen en een rol spelen in de fotovoltaïsche eigenschappen van siliciumoppervlakken. Inzicht in het gedrag van deze bindingen is cruciaal voor de ontwikkeling van efficiënte zonnecellen, aangezien deze bindingen energieverlies kunnen veroorzaken door recombinatieprocessen.
Lees ook: Wat is degradatie?
De studie van dangling bonds is ook belangrijk in het veld van oppervlaktewetenschap, omdat het inzicht biedt in het gedrag van atomen en moleculen op oppervlakken. Door te begrijpen hoe deze bindingen de eigenschappen van oppervlakken beïnvloeden, kunnen onderzoekers nieuwe materialen ontwikkelen met op maat gemaakte oppervlakte-eigenschappen voor een breed scala aan toepassingen, van katalyse tot elektronica.
