| 0 |
|
В гонке за все меньшие полупроводниковые структуры химические соединения селенид индия и селенид галлия считаются многообещающими кандидатами. Как чрезвычайно тонкие слои они образуют двумерные полупроводники. Однако до сих пор они почти никогда не использовались, потому что они изменяются во время производства и при контакте с воздухом. Новая технология позволяет интегрировать чувствительные материалы в электронные компоненты, не теряя ни одного из их желаемых свойств.
Исследовательская группа в Институте физики ионных пучков и материаловедения HZDR в Дрездене успешно создала инкапсулированные транзисторы на основе селенида индия и селенида галлия. Техника инкапсуляции защищает чувствительные слои от внешних воздействий и сохраняет их характеристики. Для инкапсуляции ученые используют гексагональный нитрид бора (hBN). Он идеально подходит для этой цели, потому что может быть сформирован в тонкий слой и является инертным, то есть не вступает в реакцию с окружающей средой.
Селенид индия и галлия считаются многообещающими кандидатами для высокопроизводительных применений, например, в высокочастотной электронике, оптоэлектронике или сенсорной технике. Материалы могут использоваться для формирования пластинчатых слоев толщиной всего от 5 до 10 атомных слоев, что, в свою очередь, позволяет изготавливать электронные компоненты с чрезвычайно малыми размерами. Электропроводность в этих слоях происходит только в двухмерной плоскости.
В новом методе инкапсуляции двумерные чешуйки располагаются между двумя пластинками гексагонального нитрида бора и, таким образом, полностью закрыты. Верхний слой hBN обеспечивает изоляцию снаружи, нижний слой служит разделителем для материала-носителя. Эта методика была первоначально разработана исследовательской группой в Колумбийском университете в Нью-Йорке, где ученый Химани Арора (Himani Arora) изучила ее во время исследовательского пребывания. Теперь, будучи докторантом в NanoNet Международной исследовательской школы Гельмгольца (IHRS), она продолжает развивать эту технику в HZDR.
Особой проблемой в технологии инкапсуляции является установление контактов полупроводника с внешней стороны. Обычный метод осаждения из паровой фазы с использованием фотошаблона не подходит для этой цели, поскольку чувствительные материалы вступают в контакт как с химическими веществами, так и с воздухом во время процесса и разлагаются. Поэтому исследователи из HZDR используют бесконтактную технику. Это касается металлических электродов из палладия и золота, встроенных в гексагональный нитрид бора. Таким образом, герметизация и электрическое соединение с нижележащим двухмерным слоем могут быть достигнуты одновременно.
Для получения контактов требуемый рисунок электрода травится в слое hBN, чтобы заполнить полученные отверстия палладием и золотом путем испарения электронным пучком. Затем гексагональный нитрид бора с электродами наслаивают на двумерную чешуйку. С несколькими контактами на чешуйке из hBN можно связать несколько цепей и измерить их на одной полупроводниковой пластинке. В более позднем приложении компоненты укладываются слоями друг на друга.
Как показали эксперименты, полная инкапсуляция с помощью гексагонального нитрида бора защищает двумерные слои от распада и разложения и обеспечивает их высокое качество и стабильность в течение длительного времени. Этот метод инкапсуляции считается надежным и легко переносимым на другие сложные двумерные материалы. Новые двумерные полупроводники можно производить экономически эффективно и использовать для различных применений, например в детекторах, которые измеряют длины волн света. Они также могут быть использованы в качестве связующего звена между светом и электричеством, например, путем генерации света или переключения транзисторов светом.
Исследователи HZDR разработали новый метод защиты полупроводников из чувствительных материалов от контакта с воздухом и химическими веществами. Таким образом, становится возможным интегрировать эти ультратонкие слои в электронные компоненты без ущерба для их производительности
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
