Μηχανικοί από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης ανέπτυξαν μια μέθοδο για τη δημιουργία «ιδανικών» δισδιάστατων
Να δημιουργήσουν ημιαγωγούς, ερευνητέςχρησιμοποιώντας τη μέθοδο εναπόθεσης ατμών. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, τα άτομα εγκαθίστανται στη γκοφρέτα πυριτίου και μετατρέπονται σε δισδιάστατες δομές. Αυτός είναι ένας συνηθισμένος τρόπος για την ανάπτυξη κρυστάλλων και την παραγωγή λεπτών ημιαγωγών. Το μειονέκτημά του είναι ότι υπό κανονικές συνθήκες, κάθε «πυρήνας» του κρυστάλλου αναπτύσσεται σε τυχαίες κατευθύνσεις.
Οι μηχανικοί έχουν βρει έναν τρόπο να ξεπεράσουν αυτόν τον περιορισμό.Για να γίνει αυτό, η γκοφρέτα πυριτίου καλύφθηκε με μια ειδική «μάσκα»: οι ερευνητές σχημάτισαν μικροσκοπικές θήκες διοξειδίου του πυριτίου, καθεμία από τις οποίες έχει σχεδιαστεί για να συλλαμβάνει το έμβρυο του μελλοντικού κρυστάλλου. Στη συνέχεια πέρασαν αέριο από τα άτομα, τα οποία κατακάθισαν σε κάθε θύλακα, σχηματίζοντας ένα μονοκρυστάλλινο δισδιάστατο υλικό. Οι συγγραφείς αποκαλούν έναν τέτοιο κρύσταλλο ιδανικό, καθώς η μονολιθική του δομή δεν περιέχει εμπόδια που περιορίζουν την κίνηση των ηλεκτρονίων.
Μια δισδιάστατη μάσκα πυριτίου δημιουργεί «τσέπες» για την ανάπτυξη μεμονωμένων μονολιθικών κρυστάλλων. Εικόνα: MIT News
Με αυτή τη μέθοδο, οι μηχανικοί έχουν αναπτύξειπολυστρωματική συσκευή ημιαγωγών. Αφού κάλυψαν τη γκοφρέτα πυριτίου με μια μάσκα με μοτίβο, ανέπτυξαν πρώτα έναν τύπο δισδιάστατου υλικού για να γεμίσει το μισό από κάθε τετράγωνο και στη συνέχεια ανάπτυξαν έναν δεύτερο τύπο από πάνω για να γεμίσει το υπόλοιπο τετράγωνο. Ως αποτέλεσμα, σχηματίστηκε μια υπερλεπτή μεμβράνη δύο στρωμάτων σε κάθε τμήμα της γκοφρέτας πυριτίου.
Τα τρανζίστορ είναι το κύριο στοιχείο του σύγχρονουΟι υπολογιστές σχηματίζονται επί του παρόντος σε κρυστάλλους πυριτίου. Σύμφωνα με το νόμο του Moore, από τη δεκαετία του 1960, ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα μικροτσίπ διπλασιάζεται κάθε χρόνο. Ο περιορισμός είναι ότι αυτή η ανάπτυξη δεν μπορεί να είναι άπειρη, καθώς το πυρίτιο χάνει τις ημιαγωγικές του ιδιότητες σε νανοκλίμακα.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η χρήσηΟι 2D μονοκρυσταλλικές δομές από διάφορα υλικά θα βοηθήσουν στην υπέρβαση αυτού του περιορισμού και στην ανάπτυξη ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής απόδοσης επόμενης γενιάς που βασίζονται σε 2D ημιαγωγούς.
Διαβάστε περισσότερα:
Μια γιγάντια ηλιακή κηλίδα στρέφεται προς τη Γη. Είναι ορατό με γυμνό μάτι
Οι επιστήμονες έχουν καταλάβει πώς να αποκαταστήσουν την καρδιά μετά από μια προσβολή
Η TESS ανακάλυψε μια «νέα Γη»: ένας πέτρινος πλανήτης με νερό βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη