_ Materialul experimental din nanofoaie marchează un pas către următoarea generație de electronice de înaltă performanță, de putere redusă

O echipă de cercetători din China a dezvoltat un material de înaltă conductivitate care ar putea reduce considerabil rezistența la contact și înălțimea barierei Schottky în părțile critice ale microcipurilor electronice și optoelectronice, deschizând calea pentru computer și componente de imagistică digitală care consumă mai puțină energie în raport cu performanța lor decât chipseturile existente.

Materialul, disulfura de molibden (MoS2) este atât de subțire încât se încadrează într-o clasificare bidimensională. Adică este crescut în foi care se extind în două direcții, X și Y, dar practic nemăsurabil pe o axa Z, deoarece materialul este adesea doar o singură moleculă sau atom în înălțime.

Echipa, condusă de Profesorul Dong Li și profesorul Anlian Pan, Colegiul de Știința și Ingineria Materialelor de la Universitatea Hunan, și-au publicat concluziile în Nano Research.

În articol, „Epitaxial van der Waals Contacts for Low Schottky Barrier MoS2 Field Effect Tranzistors ”, autorii subliniază modul în care materialele 2D au atras o atenție extraordinară datorită stărilor lor electronice abundente și reglabile și proprietăților optice, electronice și mecanice diverse, care le fac elemente de bază promițătoare pentru viitoarele dispozitive electronice și optoelectronice de înaltă performanță, cum ar fi tranzistoarele, fotodetectoare și diode emițătoare de lumină.

Experimentul a fost un efort de rezolvat. „Performanța unui tranzistor semiconductor 2D se bazează în principal pe conexiunile microscopice dintre componentele dintr-un cip, iar calitatea acelor conexiuni depinde în cele din urmă de materialul folosit în aceste puncte de contact, care sunt întotdeauna metale obținute prin evaporare termică, limitând performanța Tranzistori 2D pe bază de materiale”, a spus Li.

În efortul de a dezvolta un punct de contact mai performant, echipa lui Li a folosit Telurura de bismut (Bi2Te3), un metaloid și semimetal extrem de conductiv în combinație cu semiconductor. MoS2. Creșterea acestor cristale de nanofoi de metaloide împreună ca hibrid a dat rezultate inițial promițătoare.

„Încercarile din ultimii ani de a obține contacte semiconductoare cultivate epitaxial au reușit în setările de laborator, dar nu au fost probabil candidați pentru a fi extinse la nivelul nivelul care ar fi necesar pentru fabricarea cipurilor și a altor dispozitive”, a spus Li.

„Majoritatea acestor metode propun cerințe stricte pentru pregătirea materialului și fabricarea strictă și sunt greu compatibile cu procesele ulterioare de fabricație în circuitele integrate. Realizarea de materiale semiconductoare 2D de înaltă calitate și un contact excelent în același timp este esențială pentru aplicații fiabile ale dispozitivelor."

Procesul de fabricare a acestui contact experimental van der Waals a implicat stivuirea verticală a MoS2 și Bi2Te3 în două -procesul de sinteză în etape. Pe măsură ce creșterea monostratului de MoS2, pulbere de trioxid de molibden (MoO3) și pulbere de sulf au fost plasate în centrul și, respectiv, în fluxul superior al cuptorului, și o bucată de substrat de dioxid de siliciu (SiO2) a fost plasată în aval de un tub de cuarț.

Pentru a doua etapă de creștere a nanofoii Bi2Te3, pulberea Bi2Te3 și nanofoile de MoS2 crescute au fost plasate în centrul și, respectiv, în aval de tubul de cuarț. După 5 minute de creștere, s-au obținut heterostructuri MoS2/Bi2Te3.

Cercetătorii au observat că temperatura de creștere și debitul de gaz în timpul procesului de creștere ar putea influența grosimile și locurile de nucleare ale nanofoilor Bi2Te3.

Echipa a folosit o varietate de tehnici electrice și de imagistică pentru a observa aspectul și performanța conductivă a nanofoilor hibride și a constatat că noua metodă de contact a depășit cu mult contactele de aur, care sunt utile ca măsurătoare de bază din cauza cât de comun este aurul. în fabricarea așchiilor.

Noua metodă de contact a fost testată la diferite temperaturi ambientale și a menținut o performanță bună la temperatura camerei – o etapă cheie în transformarea metodei de contact semiconductoare MoS2/Bi2Te3 într-un bun candidat pentru viabilitatea comercială viitoare.

>„Combinând multiplele avantaje, contactele epitaxiale van der Waals Bi2Te3 oferă o nouă strategie pentru aplicarea 2D MoS2 în viitoarele dispozitive optoelectronice”, a spus Li.

„Acum, că am stabilit funcționalitatea Contactele Bi2Te3 într-un cadru controlat de laborator, următorii pași vor fi să continue investigarea și optimizarea acestei metode, cu speranța că această nouă tehnologie poate fi adoptată în cele din urmă pentru o utilizare pe scară largă în electronice mai puternice, cu un consum mai mic de energie.”

(Fluierul)