Предложен легкий способ выращивания двумерных полупроводников Версия для слабовидящих
Предложен легкий способ выращивания двумерных полупроводников Печать Email
Новости об инновациях
14.10.2014

Предложен легкий способ выращивания двумерных полупроводников. Предложен легкий способ выращивания двумерных полупроводников.

Совместная группа ученых из США и Китая в своей последней работе предложила новый способ выращивания двумерных слоистых полупроводниковых гетероструктур, составом которых можно управлять с помощью модуляции реагентов, участвующих в процессе роста этих полупроводников из парообразного состояния. Полученные таким образом структуры являются монокристаллами. В перспективе они могут использоваться для создания самых разнообразных электронных устройств, в частности, обычных логических схем, солнечных батарей и фотодетекторов, светодиодов и лазерных диодов.

Двумерные материалы, такие как молибденит (MoS2) и тунгстенит (WS2), в последнее время привлекают интерес ученых из лабораторий по всему миру, поскольку их электронные и механические свойства разительно отличаются от трехмерных образцов того же химического состава.

Это означает, что

в перспективе они могут найти применение в различных новых устройствах, например, маломощных электронных схемах, дешевых гибких дисплеях, сенсорах и даже в гибкой электронике, которая может наноситься на разнообразные поверхности.

Наиболее известные двумерные материалы – графен (представляющий собой лист атомов углерода толщиной в один атом) и дихалькогениды переходных металлов.

Это так называемые ванн-дер-ваальсовы структуры, имеющие химическую формулу MX2, где M представляет собой переходной металл (например, Mo или W), а X – является халькогеном (к примеру, S, Se и Te).

Дополнительное преимущество дихалькогенидов переходных металлов заключается в том, что они являются непрямыми полупроводниками, если речь идет об объемной структуре, но переходят в полупроводники с прямой запрещенной зоной в случае монослоя.

Эти монослои эффективно поглощают и излучают свет, т.е. могут использоваться для создания различных оптоэлектронных устройств, к примеру, фотоприемников и светоизлучающих диодов.

О двумерных полупроводниках известно довольно много, однако чтобы изучить весь потенциал этих структур, необходимо иметь возможность точно модулировать их химические, структурные и электронные свойства. Инструменты для такого моделирования как раз и предложила совместная группа ученых из University of California (США) и Hunan University in Changsha (Китай). По словам исследователей, сейчас им удалось вырастить двумерные гетероструктуры, состоящие из тунгстенита и селенида вольфрама (WS2 – WSe2), а также гетероструктуры молидбенита – диселенида молибдена (MoS2 – MoSe2).

В ходе работы они также доказали, что эти гетероструктуры могут использоваться для создания серии функциональных устройств, в частности, p-n диодов, фотодиодов и различных преобразователей.

Процесс производства гетероструктур команда начала с химического осаждения из парообразного состояния – это процесс, в котором реагенты формируются путем выпаривания выбранного твердого материала. При этом состав реагентов может быть изменен путем перемещения в печи твердого компонента из наиболее горячей зоны в менее нагретую, и наоборот.

К примеру, для получения гетероструктуры (WS2 – WSe2) сначала выращивается пленка WS2 путем испарения твердого WS2 в центральной горячей зоне в аргоновой атмосфере. При осаждении материал формирует треугольные домены, по краям которых остаются свободные связи, работающие в качестве фронта активного роста. Это позволяет добавлять атомы, обеспечивая рост структуры в горизонтальном направлении. Меняя твердый WS2 в горячей зоне на WSe2 , не подвергая при этом созданную структуру воздействию окружающей среды, можно получить гетероструктуры (WS2 – WSe2).

При этом оперативная коммутация химического источника имеет решающее значение для сохранения фронта активного роста на краях двумерной пленки.

Подробные результаты работы опубликованы в Nature Nanotechnology.

По словам исследователей с помощью предложенного метода можно выращивать практически любой тип двумерных гетероструктур. Сейчас они заняты дальнейшим усовершенствованием их подхода, что позволит выращивать более сложные мульти-гетероструктуры.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/predlozhen-legkii-sposob-vyrashchivaniya-dvumernykh-poluprovodnikov

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта