Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology opracowali metodę tworzenia „idealnego” dwuwymiaru
Aby stworzyć półprzewodniki, naukowcyprzy użyciu metody osadzania z fazy gazowej. Podczas tego procesu atomy osiadają na płytce krzemowej i zamieniają się w struktury 2D. Jest to powszechny sposób na hodowanie kryształów i wytwarzanie cienkich półprzewodników. Jego wadą jest to, że w normalnych warunkach każdy „rdzeń” kryształu rośnie w przypadkowych kierunkach.
Inżynierowie znaleźli sposób na obejście tego ograniczenia.Aby to zrobić, krzemową płytkę pokryto specjalną „maską”: naukowcy utworzyli maleńkie kieszonki z dwutlenku krzemu, z których każda ma za zadanie uchwycić zarodek przyszłego kryształu. Następnie przepuszczali gaz z atomów, które osadzały się w każdej kieszeni, tworząc jednokrystaliczny dwuwymiarowy materiał. Autorzy nazywają taki kryształ ideałem, ponieważ jego monolityczna struktura nie zawiera przeszkód ograniczających ruch elektronów.
Dwuwymiarowa maska krzemionkowa tworzy „kieszenie” do wzrostu pojedynczych monolitycznych kryształów. Zdjęcie: Wiadomości z MIT
Dzięki tej metodzie inżynierowie opracowaliwielowarstwowe urządzenie półprzewodnikowe. Po przykryciu płytki silikonowej wzorzystą maską, najpierw wyhodowali jeden rodzaj materiału 2D, aby wypełnić połowę każdego kwadratu, a następnie wyhodowali drugi typ na górze, aby wypełnić resztę kwadratu. W rezultacie na każdej sekcji płytki krzemowej utworzono dwuwarstwową ultracienką warstwę.
Tranzystory są głównym elementem nowoczesnościkomputery powstają obecnie na kryształach krzemu. Zgodnie z prawem Moore'a od lat 60. XX wieku liczba tranzystorów w mikroczipie podwaja się każdego roku. Ograniczeniem jest to, że ten wzrost nie może być nieskończony, ponieważ krzem traci swoje właściwości półprzewodnikowe w nanoskali.
Naukowcy uważają, że użycieMonokrystaliczne struktury 2D z różnych materiałów pomogą przezwyciężyć to ograniczenie i opracować wysokowydajne urządzenia elektroniczne nowej generacji oparte na półprzewodnikach 2D.
Czytaj więcej:
Gigantyczna plama słoneczna zwraca się w stronę Ziemi. Jest to widoczne gołym okiem
Naukowcy odkryli, jak przywrócić serce po ataku
TESS odkryła „nową Ziemię”: kamienna planeta z wodą znajduje się w strefie nadającej się do zamieszkania