`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Получен первый гибкий фосфореновый полевой транзистор

0 
 

Исследователи из Университета Техаса сообщили, что они сделали первый гибкий амбиполярный (включает положительные и отрицательные носители заряда) полевой транзистор, основанный на нескольких слоях черного фосфора (или фосфорена). Устройство имеет высокую подвижность носителей около 310 см2/В∙с и эффективную модуляция тока стока более 103. Эти значения лучше, чем таковые в гибких транзисторах, изготовленных из графена и других 2D-материалов.

Как и у других 2D-материалов, таких как графен и переходные металлы дихалькогениды (TMDCs), у двумерного черного фосфора резко отличаются электронные и механические свойства от его 3D-образца и поэтому могут найти применение в множестве новых устройств. Как и графен, черный фосфор – слоистый материал, содержащий отдельные атомы фосфора, которые образуют шестиугольную решетку. Каждый атомный слой удерживается слабыми ван-дер-ваальсовскими силами.

Однако в отличие от графена, который не имеет запрещенной зоны между его валентной зоной и зоной проводимости, фосфорен является полупроводником с шириной запрещенной зоны примерно от 0,3 до 2 эВ (в зависимости от толщины материала). Ширина запрещенной зоны имеет существенное значение для применения в электронике, поскольку она позволяет переключать поток электронов.

Хотя дихалькогениды также имеют значительную запрещенную зону, но подвижность носителей заряда в этих материалах на гибких подложках остается довольно низкой – менее 50 см2/В∙с. Новый транзистор на основе фосфорена предлагает максимальную подвижность, которая более чем в шесть раз больше.

Устройство также амбиполярно, то есть, в нем существуют как электронный, так и дырочный токи. Это свойство означает, что оно может быть использовано для построения р-n-переходов.

Исследователи во главе с Дежи Акинванде (Deji Akinwande) впервые сделали фосфореновый полевой транзистор (FET), отшелушив слои черного фосфора на гибкую полиимидную подложку в качестве материала канала. Затем они использовали литографию для формирования электродов истока и стока в структуре, которая сама была полностью заключена в диэлектрический материал, чтобы сделать их устойчивыми в воздухе.

«Мы наблюдали высокую производительность устройства, с высокой подвижностью носителей заряда в размере около 310 см2 / В∙с и эффективным модуляцией тока стока между значениями от 103 до 105, - сказал д-р Акинванде. - Мы также увидели сильный ток насыщения и амбиполярный транспорт в гибком полевом транзисторе на базе фосфорена. Что является более важным, устройство механически надежно и может быть согнуто и разогнуто более 5000 раз при растяжении 1,5% без потери его выдающихся электрических характеристик».

Устройство также остается стабильным в течение длительного времени на воздухе – не такое уж малое преимущество, так как монослой фосфорена, как известно, быстро разлагаться на воздухе, если его оставить незащищенными. Это иногда имеет катастрофические последствия для электронных свойств материала.

Новое устройство может быть использовано как в цифровых, так и в аналоговых цепях. Действительно, команда из Техаса уже сделала цифровой преобразователь, удвоитель частоты и амплитудный модулятор (которые являются важными схемами для систем радиосвязи) из своего гибкого фосфоренового транзистора. Создание таких схем является первым шагом к полностью гибким радиоустройствам, устройствам беспроводной связи (радиоприемникам) и системам связи, отметил д-р Акинванде.

Исследователи говорят, что они в настоящее время заняты работой по улучшению частотных характеристик, на которых работают фосфореновые схемы, от субмегагерцевого до гигагерцевого диапазона путем оптимизации структуры их устройства.

Получен первый гибкий фосфореновый полевой транзистор

Фосфорен на гибкой подложке

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT