半导体的研究领域的不断探索与增强属性用于半导体材料。欧洲杯足球竞彩写在自然,安德拉斯克义斯讲述了他的团队如何创建一个二维半导体基于单一的无机层二硫化钼。
研究:我们做了2 d晶体管如何。图片来源:Intothelight摄影/ Shutterstock.com
构建半导体的超薄材料欧洲杯足球竞彩
摩尔定律表明,半导体上的晶体管数量每两年将翻一番。追求,使用的材料在半导体越来越薄,走向原子极限。欧洲杯足球竞彩多薄材料在半导体设计可以是一个关键问题。解决这一难题将通知该行业的未来,提供创新的技术,帮助该行业一个巨大的进步,解决半导体设计的局限性。
答案似乎是使用石墨烯。这种材料是由单层的碳原子。,but suffers significantly from a lack of bandgap, which is crucial for semiconductor materials. To improve this and make graphene more suitable for this application, techniques such as applying a vertical electric field or shaping it into nanoribbons have been explored, but these techniques present technical challenges.
一种不同的方法
由于这些挑战,Andras克义斯领导的研究小组决定采取一种不同的方法。他们决定开始一个二维材料,已经有一个能带,而不是试图诱导的材料。
灵感来自他的天作为一个博士生,ki探索无机二硫化钼作为替代材料。当时,碳纳米管的研究人员正在调查,但是一个更小的小组正在探索二硫化钼和钨联硒化物纳米管的性质。因此,研究2 d二硫化钼的基础和相关的二维材料形成。欧洲杯足球竞彩
他的团队在瑞士EPFL开始探索2 d二硫化钼晶体管。从大量晶体薄膜被剥落了。显微镜供应市场销售辉钼矿,矿物组成的二硫化钼与石墨相似的外观。因此,晶体管材料很容易从商业供应商来源。
建筑设备
建筑最初晶体管被证明是具有挑战性的使用这些材料。一个早期的挑战是找到一个合适的接触材料。到2009年底,进步了解决这一困难,当晶体管使用five-to-six-layer厚二硫化钼是经常产生。这些早期的晶体管电流调制显示6个数量级。然而,单层晶体管噪声仍面临问题和阻力。
二维材欧洲杯足球竞彩料石墨烯
视频来源:量子光谢菲尔德大学/ Youtube.com
这是克服通过使用一个系统使用原子层沉积沉积绝缘材料层,由Aleksandra Radenovic。欧洲杯足球竞彩进一步探索防止空气和水分和盾牌杂质的二维材料,氧化铪的团队调查了应用程序。这工作比研究小组的预期。
团队的第一代的单层晶体管装置显示增强的电特性和性能。电流和电阻都有了明显的改善,开/关电流比率在1 x 108被观察到。此外,泄漏电流的数百名femtoamperes低。
这项研究的结果发表在2011年《华尔街日报》自然纳米技术。研究表明构建的可能性比石墨烯晶体管的二维材料其他显示优越的电气性能。欧洲杯足球竞彩
平行研究
大约在同一时间,因为这开创性的研究,组织在加州大学伯克利分校都柏林三一学院,哥伦比亚大学正在调查二硫化钼的性质和制备方法。这些团队进行的研究结果提供了一些该领域的重大进展。
首先,伯克利集团和哥伦比亚提出研究表明单层硫化钼展品光致发光由于其宽的带隙。都柏林三一学院研究团队开发了一种液相剥离过程大量生产二硫化钼以及其他二维单层材料。欧洲杯足球竞彩这些研究的结果与制造二维单层二硫化钼晶体管为领域的扩张铺平了道路。
未来
二维晶体管是半导体工业革命。这些自动薄设备有可能继续晶体管在多种设备的可伸缩性。然而,许多研究二维晶体管迄今为止仅限于概念验证,该领域的许多工作需要评估这些设备,实现电子行业的商业可行性。
随着原子尺度材料的必要性变得越来越强烈,研究细设备的步伐加欧洲杯足球竞彩快。的突破性研究克义斯和他的团队为物理学家提供了新的机遇,化学家,工程师在半导体行业工作实现真正的半导体技术的限制。
进一步的阅读
克义斯(2021)我们做了2 d晶体管如何[网络]nature.com。可以在:https://doi.org/10.1038/s41928 - 021 - 00675 - w
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