弹性松弛的独立应变硅纳米膜

威斯康星大学麦迪逊分校研究人员已经展示了一种从衬底上释放半导体薄膜并将其转移到新表面的方法——这是一项进步,可以将硅和许多其他材料(包括钻石、金属甚至塑料)的特性结合起来。欧洲杯足球竞彩

由材料科学和工欧洲杯足球竞彩程研究欧洲杯线上买球生米歇尔·罗伯茨领导的研究小组在4月9日的《纽约时报》上发表了报告自然材料欧洲杯足球竞彩释放膜,仅仅几十纳米厚,请以晶片形式保留硅的所有性质。然而,纳米形式是柔性的,并且通过改变构成它们的硅和硅 - 锗层的厚度,科学家可以制造从平坦的膜形状到弯曲到管状。

最重要的是,这项技术以一种可预测和易于控制的方式拉伸纳米膜,材料科学和工程教授Max Lagally说,他是罗伯茨的顾问。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球在拉伸的硅中,电流流动得更快——工程师们已经利用这一事实来控制硅的导电性并生产出更快的电子产品。当不同的材料结合在一起时,应变也变得很重要。欧洲杯足球竞彩

新技术使材料的压力更简单,同时避免通常导致的缺陷。欧洲杯足球竞彩此外,猥亵说:“我们不再持有一个僵硬的材料岩石。我们现在有能力将膜转移到我们想要的任何东西。所以,我们可以做一些真正的新东西。”

他说,潜在的应用包括灵活的电子设备,更快的晶体管,纳米尺寸光子晶体,其引导光和轻质传感器,用于检测细胞环境中的环境或生物事件中的毒素。

虽然它可以使控制应变更容易,但该技术不是制造就绪,注意到物理教授Mark eriksson,因为它需要在粘合到其他材料之前将纳米爆发释放到溶液中。欧洲杯足球竞彩

“我们所做的是第一次演示,”Eriksson说。“但现在我们已经表明了潜在的原则是声音的,我们可以开始采取下一步。”

在制造电子设备时,工程师们通常会将具有不同晶体结构的材料层层叠加,从而产生张力。欧洲杯足球竞彩例如,较大的锗原子比较小的硅原子在晶格中的位置要远。因此,当一层薄薄的硅锗合金与较厚的硅衬底结合时,硅的晶格结构占主导地位,迫使锗原子非自然地接近,并压缩了硅锗。

然后,科学家可以使用硅锗中的压缩菌株来应对顶部生长的薄硅层,但仅当合金的应变被控制。为此,它们通常会存放多层硅锗。随着层的添加和菌株构建,“脱位”或在晶格中的破裂,天然发育,使锗原子为它们需要的额外房间并放松一些菌株。但该技术是耗时和昂贵的,并且缺陷可以散射携带的电流和以其他方式降低设备性能。

威斯康星州球队的目标是将硅和硅 - 锗和管理应变整合,而无需引入缺陷。科学家们制造了一个三层纳米膜,由夹在两个类似薄的硅层之间的薄硅锗层组成。反过来,膜在绝缘体衬底上坐在绝缘体上的二氧化硅层上。为了释放纳米膜,研究人员用氢氟酸蚀刻氧化物层。

“当我们移除薄膜时,硅锗不再试图对抗衬底,衬底就像一块大石头从下面支撑着它。相反,它只是在对抗两个非常薄的硅层。“所以硅锗膨胀并带走了硅。”

在硅锗的拉动下,硅呈现出拉伸应变,研究人员可以通过改变层的厚度很容易地调整这种应变。他们称这种技术为“弹性应变共享”,因为在释放的薄膜中,三层薄膜之间的应变是平衡的或共享的。

与埃里克森一起工作的博士后研究员莱文特·克莱因(Levente Klein)也证明,这种技术产生的张力将电子困在硅层的顶部,这是许多集成硅和硅锗的设备的最终目标,埃里克森说。

“在这项研究中,材料的结构特征与电子产品的后果之间存在良好的协同作用,”他说。

尽管威斯康辛大学的研究小组在绝缘体上的硅基板上生长纳米膜,但拉加里说,这种方法应该适用于半导体以外的许多物质,如铁电和压电材料。欧洲杯足球竞彩所需要的只是一层,比如一种氧化物,它可以被移除以释放纳米膜。

“在任何结晶度和应变都很重要的应用中,制作膜的想法应该是有价值的,”拉加里说。

http://www.wisc.edu/

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