Наноматериалы могут стать основой многих новых технологий, в том числе очень маленький, гибкой и прозрачной электроники.
Хотя многие наноматериалы демонстрируют перспективные электронные свойства, ученые и инженеры все еще работают наилучшим образом интегрировать эти материалы вместе, чтобы в итоге создать полупроводниковые приборы и схемы с их.
Северо-западный инженерных изыскателей создали двумерный (2D) гетероструктур из двух этих материалов, графена и borophene, с важным шагом на пути создания интегральной схемы от этих наноматериалов.
«Если вы должны были вскрыть микросхему внутри смартфона, вы увидите много различных материалов вместе,» сказал Марк Hersam, Уолтер П. Мерфи, профессор материаловедения и инженерии, который возглавлял исследование. «Однако, мы достигли предела многих из этих традиционных материалов. Благодаря интеграции наноматериалов, как borophene и графена вместе, мы открываем новые возможности в наноэлектронике».
При поддержке Управления военно-морских исследований и Национальный научный фонд, результаты были опубликованы 11 октября в журнале Science авансы. В дополнение к Hersam, прикладная физика-аспиранта Лю Сяолун соавтором этой работы.
Создавая новый вид гетероструктуры
Любая интегральная схема содержит многие материалы, которые выполняют различные функции, такие как проведение электричества и учета компонентов электрически изолирован. Но в то время как транзисторы в цепи становиться все меньше и меньше … благодаря достижениям в области материалов и производства-они близки к достижению предела, как мало они могут сделать.
2D материалы ультратонкий, как и графен имеют потенциал, чтобы обойти эту проблему, но интегрируя вместе 2D материалы сложно. Эти материалы предназначены только толщиной в один атом, так что если атомы двух материалов не идеально, интеграция вряд ли будет успешным. К сожалению, большинство 2D материалов не совпадают с атомарным разрешением, представляя трудности для 2D интегральных схем.
Borophene, 2D версии Бора, что Hersam и его коллеги впервые синтезирован в 2015 году, является полиморфной, то есть он может взять на себя множество различных конструкций и адаптироваться к окружающей среде. Что делает его идеальным кандидатом для объединения с другими 2D материалов, таких как графен.
Чтобы проверить, можно ли объединить два материала в единое гетероструктуры, лаборатории Hersam вырос как графен и borophene на одной подложке. Они выращивали графен во-первых, поскольку он растет при более высокой температуре, затем осаждается бор на одной подложке и пусть растет в регионах, где нет графена. Этот процесс привел к боковой интерфейсов, где, из-за покладистого характера borophene, два материала соединяются вместе на атомном масштабе.
Измерения электронных переходов
Лаборатории характеризуется в 2D-гетероструктуре с помощью сканирующего туннельного микроскопа и обнаружили, что электронный переход через границу был очень резкий-что означает, это может быть идеально подходит для создания крошечных электронных устройств.
«Эти результаты предполагают, что мы можем создать устройства сверхвысокой плотности вниз по дороге», — сказал Hersam. В конечном счете, Hersam надеется на достижение все более сложных 2D-структур, которые ведут к роману электронных устройств и схем. Он и его команда работают над созданием дополнительных гетероструктур с borophene, сочетая это с увеличением числа сотен известных 2D материалы.
«В последние 20 лет, новые материалы позволили миниатюризации и, соответственно, более высокой производительности в транзисторной технологии», — сказал он. «Двумерные материалы имеют потенциал, чтобы сделать следующий шаг».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!