Daha iyi performans için 2 boyutlu yarı iletkenler

Anonim

Atomik olarak ince 2-D yarı iletkenler, silikon yarıiletkenler üzerindeki üstün fiziksel özellikleri için dikkat çekmektedir; Yine de, yapısal istikrarsızlıkları ve maliyetli üretim süreçleri nedeniyle en cazip malzemeler değildir. Bu sınırlamalara ışık tutmak için, bir KAIST araştırma ekibi düşük maliyetli bir yüksek verimli yarı iletken üretmek için kubbe şeklindeki bir nanoyapı üzerinde bir 2-D yarıiletkenini askıya aldı.

2-D yarı iletken malzemeler, esnek elektroniğin önemli özellikleri olan doğal esneklikleri, yüksek şeffaflığı ve mükemmel taşıyıcı taşıma özellikleri nedeniyle silikon bazlı yarı iletkenler için alternatif olarak ortaya çıkmıştır.

Olağanüstü fiziksel ve kimyasal özelliklerine rağmen, son derece ince doğaları nedeniyle çevrelerine karşı aşırı duyarlıdırlar. Bu nedenle, destek yüzeyindeki herhangi bir düzensizlik, 2-D yarıiletkenlerin özelliklerini etkileyebilir ve güvenilir ve iyi performans gösteren cihazların üretilmesini zorlaştırabilir. Özellikle, yük taşıyıcı hareketliliğinin veya ışık emisyon veriminin ciddi şekilde bozulmasıyla sonuçlanabilir.

Bu sorunu çözmek için, substrat etkilerini temel olarak engelleme çabaları devam etmiştir. Bir yol bir 2-D yarı iletkenin askıya alınmasıdır; Bununla birlikte, bu yöntem, 2-D yarı iletken malzemelerin altında bir destekçinin olmaması nedeniyle mekanik dayanıklılığı bozar.

Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Yeon Sik Jung, yüksek yoğunluklu topoğrafik modellerin 2-D materyalleri ve substratı hafifletmek için bir substrat olarak nanogap içeren bir destekçisi olarak yerleştirilmesine dayanan yeni bir strateji geliştirdiler. alt tabaka kaynaklı istenmeyen etkileri bloke etmek ve temas ettirmek için.

Kubbe şeklindeki destekçinin% 90'ından fazlası nanometre ölçeği büyüklüğünden dolayı boş bir alan. Bu yapıya bir 2-D yarı iletken yerleştirilmesi, tabakanın kirlenmesine benzer bir etki yaratır. Bu nedenle, bu yöntem, alt tabakanın istenmeyen etkilerini en aza indirirken cihazın mekanik dayanıklılığını korur. Bu yöntemi 2-D yarı iletkene uygulayarak, yük taşıyıcı hareketliliği iki kattan fazladır ve 2-D yarı iletkenin performansında önemli bir iyileşme gösterir.

Ek olarak, ekip yarı iletken üretim fiyatını düşürdü. Genel olarak, bir yüzey üzerinde ultra ince bir kubbe yapısının oluşturulması, genellikle yüzey üzerinde bireysel desenler yaratmak için maliyetli ekipmanı içerir. Bununla birlikte, ekip, moleküllerin kendilerini bir nanoyapı oluşturmak üzere birleştirdiği, kendinden montajlı nanopatterns yöntemini kullandı. Bu yöntem, üretim maliyetlerini azaltmaya ve konvansiyonel yarı iletken üretim süreçleriyle iyi uyumluluğa yol açmıştır.

Profesör Jung, “Bu araştırma, çeşitli 2-D yarı iletken malzemeler kullanan cihazların yanı sıra metalik 2 boyutlu bir materyal olan grafen kullanan cihazların geliştirilmesi için uygulanabilir. Yeni nesil esnek ekranlar veya ışık dedektörlerindeki aktif katman için yüksek hızlı transistör kanalları. "

menu
menu