Naukowcy opracowali metodę wytwarzania ultracienkich półprzewodników
Zespół naukowców z Uniwersytetu Rice'a w Houston (Teksas) opracował nowy sposób wytwarzania ultracienkich półprzewodników bezpośrednio na komponentach elektronicznych.
Metoda została opisana w badaniu opublikowanym w czasopiśmie ACS Applied Electronic Materials. Jej zastosowanie może być bardzo obiecujące - może pomóc w usprawnieniu integracji materiałów dwuwymiarowych z elektroniką nowej generacji. Chodzi m.in o komputery neuromorficzne i inne technologie wymagające ultracienkich, szybkich półprzewodników.
Naukowcy wykorzystali chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) do wytworzenia diselenku wolframu, półprzewodnika 2D, bezpośrednio na wzorzystych elektrodach złota. Następnie zademonstrowali tę metodę, budując funkcjonalny tranzystor potwierdzający słuszność koncepcji. W przeciwieństwie do konwencjonalnych technik, które wymagają przenoszenia delikatnych warstw 2D z jednej powierzchni na drugą, metoda zespołu z Uniwersytetu Rice'a całkowicie eliminuje proces przenoszenia.
„Jest to pierwsze zademonstrowanie metody bezprzenoszeniowej do wytwarzania urządzeń 2D. Jest to solidny krok w kierunku obniżenia temperatur przetwarzania i umożliwienia bezprzenoszeniowego procesu integracji półprzewodników 2D” – powiedział Sathvik Ajay Iyengar, doktorant na Uniwersytecie Rice'a i pierwszy autor badania wraz z absolwentem doktoratu na Uniwersytecie Rice'a Lucasem Sassim.
Konwencjonalna produkcja urządzeń wymaga oddzielnego wytwarzania półprzewodników 2D, zazwyczaj w bardzo wysokich temperaturach, a następnie przenoszenia ich w kilku etapach. Chociaż materiały 2D mogą przewyższać krzem pod pewnymi względami, przekształcenie ich potencjału laboratoryjnego w zastosowania przemysłowe okazało się trudne – w dużej mierze ze względu na kruchość materiałów podczas procesu przenoszenia.
Proces przenoszenia może spowodować degradację materiału i pogorszenie jego właściwości, powiedział Iyengar, który jest członkiem grupy badawczej Pulickela Ajayana w Rice.
Zespół z Rice zoptymalizował materiały prekursorowe w celu obniżenia temperatury syntezy półprzewodnika 2D i wykazał, że rośnie on w kontrolowany, kierunkowy sposób, jak podano w publikacji internetowej.
„Zrozumienie, w jaki sposób te półprzewodniki 2D oddziałują z metalami, zwłaszcza gdy rosną in situ, jest naprawdę cenne dla przyszłej produkcji urządzeń i skalowalności” — powiedział Pulickel Ajayan, profesor inżynierii im. Benjamina M. i Mary Greenwood Andersonów oraz profesor materiałoznawstwa i nanoinżynierii na Uniwersytecie Rice'a.
Sukces tej metody polega na silnym oddziaływaniu między metalem a materiałem 2D podczas wzrostu.
„Brak niezawodnych, bezprzenosowych metod wzrostu półprzewodników 2D stanowił dotychczas poważną przeszkodę w ich integracji z praktyczną elektroniką. Praca ta może otworzyć nowe możliwości wykorzystania materiałów o grubości atomowej w tranzystorach nowej generacji, ogniwach słonecznych i innych technologiach elektronicznych” – powiedział Lucas Sassi, absolwent studiów doktoranckich na Uniwersytecie Rice'a. „
