Идеальный 2D-полупроводник выращивают на поверхности жидкого металла

В теории, транзисторы на основе двумерных материалов должны переключаться очень быстро и не расходовать энергию в отключённом состоянии. Однако изготовление крупноразмерных 2D-полупроводников, в частности, MoS₂, не имеющих границ между зёрнами (что важно для изготовления интегральных схем) с использованием любых современных технологий осаждения представляет реальную проблему.

Решить её обещают исследователи из Школы химических технологий Университета Нового Южного Уэльса (UNSW), которые разработали новый способ синтеза и отслоения 2D-полупроводников с последующим нанесением, например, на кремниевую основу.

Эта работа была выполнена с помощью сотрудников RMIT (Австралия), и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Совместно подготовленная статья появилась в журнале Advanced Functional Materials в октябре 2020 г.

«Двумерный материал образуется на атомарно гладкой поверхности галлия, поэтому он зарождается естественным образом и не имеет границ зерен. Это означает, что с помощью последующего отжига мы смогли получить MoS₂ очень большой площади без границ зерен», — рассказал руководитель работы, профессор Курош Калантар-Заде (Kourosh Kalantar-Zadeh).

Уникальной особенностью галлиевой основы является низкая точка плавления этого металла, всего 29,8 °C. Фактически, дисульфид молибдена образуется на поверхности расплава, которая по определению является идеально гладкой. Кроме того, будучи металлической, такая поверхность предоставляет большое количество свободных электронов, способствующих ускорению реакции синтеза MoS₂.

Исследователи из UNSW в настоящее время планируют применить свои методы для создания других 2D-полупроводников и диэлектрических материалов, которые можно было бы использовать в качестве различных компонентов транзисторов.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365