4 мин. чтения
1/7/2024 10:10:01 AM

Новые транзисторы, основанные на монослое черного фосфора и арсенида германия

Article Preview Image Процессы изготовления для очистки VDW BP.A, B, схема (A) и оптическое изображение (B) многослойного хлопья BP, отшелушенного на кремниевую субстрат.C, D, схема (C) и оптическое изображение (D) полосы Pt, физически ламинированная поверх чешуйчатой для BP.E, F, физически отслаивая полосу PT (E), самый верхний слой BP сухой, и внутренние свойства оставшихся слоев сохраняются (F).1L, один слой.G, H, измерение высоты AFM (G) и масштабированное изображение AFM (H) для VDW, очищенного от BP, показано в F.Расширенная область демонстрирует небольшую шероховатость поверхности (среднеквадратичная квадрат, R.M.S.) 0,15 нм, что указывает на нетронутую поверхность после процесса очистки VDW.I, оптическое изображение второго очистки хлопья АД, показанного в F, с 90 ° вращением полосы PT.Масштабные стержни, 10 мкм в B, D, F и I, 3 мкм в G и 1 мкм в H.Кредит: природа электроника (2023).Doi: 10.1038/s41928-023-01087-8

Двумерные (2D) полупроводниковые материалы оказались очень многообещающими для разработки различных электронных устройств, включая носимые устройства и меньшую электронику.Эти материалы могут иметь значительные преимущества перед их громоздкими аналогами, например, сохраняя свою подвижность носителей независимо от их уменьшенной толщины.

Несмотря на их обещание создавать тонкую электронику, 2D -полупроводники до сих пор редко использовались для создания монослоя транзисторов, более тонкие версии важных электронных компонентов, используемых для модуляции и усиления электрического тока внутри большинства существующих устройств.Большинство предлагаемых монослойных транзисторов, основанных на 2D -полупроводниках, были созданы с использованием нескольких тщательно отобранных материалов, которые, как известно, имеют относительно стабильные структуры решетки, такие как графен, вольфрамовый диселенид или дисульфид молибдена (MOS2).

Исследователи из Университета Хунань, Китайской академии наук и Университета Ухан, недавно намеревались разработать новые монослойные транзисторы, используя альтернативные 2D-полупроводниковые материалы, которые до сих пор использовались в основном для создания многослойных транзисторов, включая черный фосфор (BP) и герман-арсенид (арсенид Гермайя (GEAS).Их работа опубликована в журнале Nature Electronics.

«Для ряда многообещающих двухмерных материалов, таких как черный фосфор и германский арсенид - изготовление монослойных транзисторов является сложной задачей и ограничена трудностями в формировании надежных электрических контактов с деликатными 2D -материалами», - Wangying Li, Дао и их коллеги.написал в своей статье.«Мы сообщаем о изготовлении монослойных черных фосфоров и германия арсенидных транзисторов с трехмерными поднятыми контактами с использованием техники очистки Ван-дер-Ваальса».

Основной целью недавней работы этой команды исследователей было создание новых транзисторов, основанных на монослойных 2D полупроводниках, помимо тех, которые до сих пор использовались в основном в монослойных транзисторах.Это представляет несколько проблем, поскольку некоторые из этих материалов трудно уменьшить равномерно и без ущерба для их внутренних свойств.

Чтобы достичь этого, LI, TAO и их сотрудники разработали метод пилинга Van Der Waals (VDW), который можно использовать для создания монослойных 2D -транзисторов с 3D -поднятыми контактами.Этот метод влечет за собой ламинирование плоских металлов на многослойные 2D -каналы, что, в свою очередь, позволяет исследователям удалять полупроводящий слой в верхней части стека, отключив металл.

«Благодаря сложному механическому пилингу, область канала многослойного черного транзистора фосфора может быть постепенно снижена до толщины монослоя без ухудшения его деликатной решетки и при сохранении многослойной контактной области»,-написали Ли, Тао и их коллеги.

В рамках своего исследования команда использовала их предлагаемую технику пилинга для ящика гомо-подъездов и гомо-суперлаттиков на основе различных 2D-полупроводников, включая BP, Geas, INSE (индий-селенид) и Gase (Selenide Gallium).

Команда обнаружила, что их предлагаемый метод позволил им снизить канал части своих транзисторов, сохраняя при этом требуемую толщину в контактной области.

«Используя методику, мы измеряем электрические свойства того же 2D -транзистора с различной толщиной канала», - написали Ли, Тао и их коллеги.«Мы обнаруживаем, что подвижность носителя черного фосфора резко падает при уменьшении толщины тела, ведущая больше как обычный объемный полупроводник, а не полупроводник Pure Van Der Waals».

В рамках своего недавнего исследования исследователи продемонстрировали потенциал своей техники разработки перспективных монослойных транзисторов с 3D-обращенными контактами на основе BP и GEAS.В будущем их метод очистки слоя за слоем может открыть новые горизонты для создания более тонких и масштабируемых транзисторов с использованием необычных двухмерных полупроводников, которые обычно рассматриваются как плохо выполняемые для этих приложений.

«Работа имеет потенциальные последствия для других нестабильных монослойных материалов, помимо 2D полупроводников, таких как органические монослои и монослои перовскита, которые ранее считались непроводящими или обладают плохими внутренними свойствами, но которые на самом деле ограничены плохим контактом между плохим контактомМеталл и монослои », добавили Ли, Тао и их коллеги.

Больше информации: Заболевание Li et al., Монослойный черный фосфор и германия арсенидных транзисторов через прореживание канала Ван -дер -Ваальс, Природная электроника (2023).Doi: 10.1038/s41928-023-01087-8

© 2024 Science X Network

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Микро оптический спектрометр работает через видимый спектр с разрешением 5 нм

7/21/2024 · 4 мин. чтения

Микро оптический спектрометр работает через видимый спектр с разрешением 5 нм

Новый метод изготовления растягиваемой и дышащей электроники

7/19/2024 · 4 мин. чтения

Новый метод изготовления растягиваемой и дышащей электроники