2D半导体器件可以帮助设计高性能电子产品

据英国《每日邮报》报道，美国科学家日前表示，一种新发现的二维(2D)半导体可能有助于制造高性能、节能的电子产品新加坡科技与设计大学．

这一结果可能为半导体器件的制造铺平道路，适用于传统电子学和光电子学，甚至可能完全取代基于硅的器件技术。这项研究的细节已经发表在npj二维材料欧洲杯足球竞彩与应用．

在实现电子设备小型化的任务中，一个著名的趋势是摩尔定律，该定律说明了计算机集成电路中的部件每两年就会翻一番。

这一趋势是可以想象的，因为晶体管的尺寸不断减小，有些晶体管非常小，可以在一个指甲大小的芯片上封装数百万个晶体管。然而，随着这一趋势的持续，工程师们开始与基于硅的器件技术的典型材料限制作斗争。

由于量子隧穿效应，将硅基晶体管缩小太小将导致高度不可控的器件行为。人们正在寻找超越“硅时代”的新材料，2D半导体是一个很有前途的欧洲杯足球竞彩候选者．

Ang Yee Sin，新加坡科技与设计大学研究主管及助理教授

二维半导体材料只能测量几个原子的厚欧洲杯足球竞彩度。由于纳米级的尺寸，这些材料在开发紧凑电子设备的过程中是硅的有力替代品。欧洲杯足球竞彩然而，目前许多2D半导体在与金属接触时都受到高电阻的困扰。

当金属和半导体之间形成接触时，通常会出现我们所说的肖特基势垒。为了迫使电流通过这个屏障，你需要施加一个强大的电压，这浪费了电力，产生了废热．

Ang Yee Sin，新加坡科技与设计大学研究主管及助理教授

这激发了研究人员对欧姆接触或没有肖特基势垒的金属-半导体接触的兴趣。

在他们的研究中，Ang和来自新加坡国立大学、南京大学和浙江大学的同事展示了一种新发现的二维半导体，即MoSi₂N₄和WSi公司₂N₄与金属钪、钛和镍形成欧姆接触，这些金属广泛应用于半导体器件领域。

此外，该团队还表明，这种新材料没有费米能级固定(FLP)的困扰，这一问题严重限制了其他2欧洲杯足球竞彩D半导体的应用潜力。

FLP是发生在许多金属-半导体接触面上的一种不利影响，是由缺陷和复杂材料在接触界面上的相互作用引起的欧洲杯足球竞彩．不管触点使用的金属是什么，这种效应都将触点的电特性固定在一个很窄的范围内．

Ang Yee Sin，新加坡科技与设计大学研究主管及助理教授

由于FLP，工程师无法调整或改变金属和半导体之间的肖特基势垒，这降低了半导体器件的设计灵活性。

为了降低FLP，工程师们通常会使用一些方法，比如非常轻且逐渐地将金属放置在2D半导体的顶部，在金属和半导体之间形成缓冲层，或者使用2D金属作为与2D半导体的接触材料。虽然这些方法是可以实现的，但它们还没有帮助，而且与目前可用的主流工业方法的大规模制造不匹配。

值得注意的是，Ang的团队证明了MoSi₂N₄和WSi公司₂N₄由于惰性Si-N外层保护底层半导体层免受接触界面上的缺陷和材料相互作用，因此可以自然地防止FLP。

由于这种保护，肖特基屏障是“不固定的”，可以调整，以适应广泛的应用要求。这种性能的提高有助于二维半导体成为硅基技术的替代品，三星(Samsung)和台积电(TSMC)等关键企业已经表达了对二维半导体电子的兴趣。

Ang预计，他们的努力将激励其他研究人员寻找更多新发现的二维半导体系列的令人兴奋的特性，甚至那些应用于电子以外的领域。

其中一些可能在电子应用方面很差，但在自旋电子学、光催化剂或作为太阳能电池的基石方面很好．我们的下一个挑战是系统地扫描所有这些2D材料，并根据它们的潜在应用进行分类欧洲杯足球竞彩．

Ang Yee Sin，新加坡科技与设计大学研究主管及助理教授

期刊引用:

王,Q。等．(2021)高效欧姆接触和内置的原子亚层保护在MoSi₂N₄和WSi公司₂N₄单层膜。npj二维材料欧洲杯足球竞彩与应用。doi.org/10.1038/s41699 - 021 - 00251 - y．

来源:https://www.sutd.edu.sg/