新的突破揭示氧杂质半导体的角色属性

电导率的令人惊讶的新来源从困氧原子指出了研究小组调查的性质与小说氧化物薄膜半导体集成。

斯科特•钱伯斯在能源部的材料科学家欧洲杯足球竞彩太平洋西北国家实验室突破性的发现小组宣布,美国物理学会2022年春季会议。研究结果已经发表在物理评论材料欧洲杯足球竞彩日报》。

研究结果将产生广泛影响理解薄氧化膜的作用在未来半导体设计和制造。半导体应用在现代电子产品中可用两种基本味道——n型和p型——基于电子杂质在晶体生长时添加。

现代电子设备都倾向于使用n型和p型硅基材料。欧洲杯足球竞彩然而,有持续的兴趣发展其他类型的半导体。钱伯斯和他的团队一起测试锗的特殊晶体薄膜lanthanum-strontium-zirconium-titanium-oxide (LSZTO)。

我们报告一个探测半导体结构和功能的有力工具。硬x射线光电子能谱显示在这种情况下,原子氧杂质的锗,锗时主导材料体系的性质与一个特定的氧化物材料。这是一个大惊喜。

材料科学家斯科特•钱伯斯能源部,欧洲杯足球竞彩太平洋西北国家实验室

研究人员发现他们可以学到很多有关的电子属性锗/ LSZTO系统相比,使用典型的方法是可能的。这样做是借助钻石光源在牛津郡的哈维尔科学和创新校园,英格兰。欧洲杯线上买球

当我们试图调查材料与传统技术,更高的电导率的锗实质上造成短路。作为一个结果,我们可以学习一些关于电子通用的属性,我们已经很了解,但对LSZTO电影的属性或LSZTO膜之间的界面和germanium-which我们怀疑可能是非常有趣的和可能有用的技术。

材料科学家斯科特•钱伯斯能源部,欧洲杯足球竞彩太平洋西北国家实验室

硬x射线的新角色

“硬”钻石光源产生的x射线进入材料和生产数据关于发生了什么在原子水平。

我们的结果是最好的解释氧杂质的锗负责一个非常有趣的效果。界面附近的氧原子捐赠电子LSZTO电影,创造黑洞,或缺乏电子的情况下,锗的几个原子层的接口。

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钱伯斯说,“这些专门的漏洞导致的行为完全重叠的半导体性质和n - p型锗在不同我们准备好的样品。这是一个很大的惊喜”。

氧化薄膜的界面,和半导体接触,就是有趣的半导体性质往往会频繁出现。

钱伯斯称,面临的挑战是学会如何控制发展的有趣和潜在有用的电场这些接口通过改变表面的电场。实验进展在太平洋西北国家实验室正在调查这种可能性。

虽然本研究的样本利用不太可能有直接的商业潜力,方法和科学突破预计支付股息从长远来看,钱伯斯。

获得新的科学知识将帮助材料科学家和物理学家们更好地理解如何设计新的半导体材料系统有益的属性欧洲杯足球竞彩。

太平洋西北国家实验室的科学家研究包括伯大尼马修斯,史蒂文•Spurgeon Mark Bowden胡筠朱,和彼得Sushko。这项研究是在经济上支持的能源部科学办公室。欧洲杯线上买球实验和样品制备进行了环境分子科学实验室,能源部科学办公室用户设施位于太平洋西北国家实验室。欧洲杯线上买球

电子显微镜分析在太平洋西北国家实验室放射化学处理实验室完成的。合作者Tien-Lin李和朱迪丝·加钻石光源进行实验。其他合作者包括德克萨斯大学阿灵顿的马特·克莱斯勒和乔Ngai样品。

期刊引用:

钱伯斯,s。等。(2022)映射隐藏出发分布在晶体金属氧化物/组第四半导体界面。物理评论材料欧洲杯足球竞彩。doi.org/10.1103/PhysRev欧洲杯足球竞彩Materials.6.015002

来源:https://www.pnnl.gov/