| 0 |
|
Физик-теоретик Борис Якобсон (Boris Yakobson) и его коллеги в лаборатории Университета Райса (штат Техас) исследовали явления, происходящие на границе раздела двумерных материалов, таких как графен и гексагональный нитрид бора, расположенных в одной плоскости. Они обнаружили, что по своим электронным характеристикам такие «компланарные» гибриды отличаются от их объёмных вариантов — 2D-интерфейсы создают нелокализованный перенос заряда (и электрического поля), что значительно увеличивает размер перехода. Это обеспечивает компланарным электронным схемам преимущества в фотоэлектрических приложениях, таких как солнечные батареи.
Результаты этого исследования опубликованы в журнале Nano Letters Американского Химического Общества.
«Сегодня, когда многие активно работают над двумерными устройствами, в частности, с компланарной электроникой, мы осознаём, что правила должны быть пересмотрены. Многие из устоявшихся в индустрии моделей больше неприменимы», — отмечает Якобсон.
В лаборатории Райса были смоделированы гибриды графена и дисульфида молибдена, а также графена и нитрида бора и графена, половина которого была легирована, чтобы создать p/n-переход. Расчёты предсказали, что присутствие электрического поля позволит сделать 2D-устройства с барьером Шоттки (односторонним), такие как транзисторы и диоды, настраиваемыми в зависимости от размеров самого устройства.
Кроме того важно взаимное расположение атомов на интерфейсе. Графен и нитрид бора имеют одинаковую гексагональную решетку и согласуются идеально, но дисульфид молибдена — ещё один перспективный 2D-материал — в строгом смысле даже нельзя назвать двумерным.
«Если атомные структуры не совпадают, вдоль границы раздела остаются оборванные связи или дефекты, — говорит ученый. — Такая структура отражается на электронном поведении, в особенности на так называемой фиксации уровня Ферми».
Фиксация может ухудшать электрическую производительность, создавая энергетический барьер на границе раздела, но при этом барьер Шоттки не изменяется . Этот хорошо известный эффект из физики полупроводников, просто в двух измерениях он проявляется по-другому, обеспечивая превосходство 2D-систем над объёмными.
Принципы, раскрытые в новой статье, применимы к гибридам, состоящим из двух и более «лоскутов» 2D-материалов. Все значимые эффекты возникают на границах раздела.
«Нет причин, препятствующих созданию 2D-выпрямителей, транзисторов или элементов памяти, — считает Якобсон. — Они будут такими же как те, которые мы используем в сегодняшних устройствах. Но без должного фундаментального понимания физических основ они могут действовать не так, как планировалось».
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
