Исследователи Университета Джонса Хопкинса разработали новый способ получения атомно-тонких полупроводниковых кристаллов, что может в один прекрасный день включить более мощные и компактные электронные устройства.
С помощью специально обработанные поверхности кремния адаптировать кристаллы размером и формой, исследователи нашли потенциально быстрее и менее затратные способы производства нового поколения полупроводниковых кристаллов для микрочипов. Кристаллические материалы, произведенные таким образом, в свою очередь, включение новых научных открытий и ускорения технологических разработок в области квантовой вычислительной техники, бытовой электроники, и более высокая эффективность солнечных элементов и батарей.
Результаты описаны в статье, опубликованной сегодня в Nature нанотехнологии.
«Наличие метода лепить кристаллов на наноуровне точно, быстро, и без необходимости для традиционного сверху вниз процессы, создает серьезные преимущества для широкого использования наноматериалов в технологии,» сказал Томас Дж. Кэмпа, профессор химии в Университете Джона Хопкинса, который руководил исследованием.
Команда кэмпа сначала облил подложках кремния — опоры широко используется в промышленных установках для обработки полупроводников в устройствах с газ фосфин. Когда кристаллы были уговорены расти на фосфин-обработанный кремний поддерживает, авторы обнаружили, что они превратились в структуры, которые были гораздо меньшего размера и более высокого качества, чем кристаллы, подготовленные с помощью традиционных средств.
Исследователи обнаружили, что реакция фосфина с силиконовой поддержки вызвало формирование нового «конструктора». Эта поверхность подгоняемые кристаллы выращивать как горизонтальные «ленты», в отличие от плоской и треугольно-образных листов, которые обычно производятся. Кроме того, равномерный цвет лица и чистыми краями структуры этих ленточек может соперничать с качеством нанокристаллов, приготовленные по стандартной выкройке и процессов травления, которые часто трудоемкий, длительный и дорогой, Кемпа сказал.
Нанокристаллов подготовили в данном исследовании называются «дихалькогенидов переходных металлов» или Пмдс. Как и графен, Пмдс пользуются широкое внимание общественности, обладающие мощными свойствами, которые являются уникальным следствие их «двухмерная» масштаб. Но обычными методами переработки бороться, чтобы легко изменять текстуру экрана в соответствии с новыми открытиями и разработку более эффективных технологий.
Примечательно, что версии для tmds что Кэмпа и его команда сумели создать настолько малы, что они окрестили их «одномерными», чтобы отличить их от обычных двумерных листов большинство исследователей знакомы.
Обработка материалов ограничения являются одной из причин, почему закон Мура замедляется в последние годы. Правило, поставленный в 1965 году компанией IBM соучредитель Гордона Мура гласит, что число транзисторов, и их производительность, в плотной интегральных схем будет примерно в два раза каждые два года. Упаковка так много микронных размеров транзисторов в микросхемы или интегральные схемы, является причиной того, что потребительской электроники получили стабильно меньше, быстрее, и умнее за последние несколько десятилетий.
Однако, полупроводниковой промышленности сейчас изо всех сил пытается сохранить этот темп.
Примечательные особенности кристаллов, подготовленный Кемпа и его командой, включают:
- 1. Их равномерное атомной структуры и качества обусловлено тем, что они были синтезированы в отличие от изготовленных с помощью традиционных методов нанесения рисунка и офорта. Элегантный качество этих кристаллов может сделать их более эффективными при проведении и преобразования энергии в солнечных батареях или катализаторов.
2. Исследователям удалось непосредственно выращивать кристаллы в их точных спецификаций путем изменения количества фосфина.
3. «Дизайнер подложки» «модульные», т. е. академических и промышленных лабораториях, эту технологию можно использовать в сочетании с другими существующими роста кристаллов процессы для получения новых материалов.
4. «Конструктор подложек» также многоразовые, экономия денег и времени на обработку.
5. Получившиеся ленты-образной формы, одномерные кристаллы излучают свет, цвет которых можно настраивать, регулируя ширину ленты, что свидетельствует об их потенциальной обещают в квантовой информации.
«Мы вносим свой вклад в существенное продвижение в области рационального контроля формы и измерения наноразмерных материалов», — заявила Кемпа.
Этот метод может «лепить наноразмерных кристаллов в настоящее время без труда можно раньше», — добавил он. «Такие точные синтетические контроль размер кристалла в этих масштабов является беспрецедентным».
«Наш метод может сэкономить значительное количество времени на обработку и деньги», — сказал он. «Наша способность контролировать эти кристаллы по желанию может быть включение приложений В хранения энергии, квантовых вычислений и квантовой криптографии.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!