Ingenjörer hämtar inspiration från sushi-formen för att skapa miniatyrelektronik

Ingenjörer skapar vanligtvis heterostrukturer för att uppnå nya enhetsegenskaper som inte är tillgängliga för en

material.Heterostruktur är en term inom halvledarfysik som betecknar en skiktad struktur av olika halvledare odlade på ett substrat, i allmänhet skiljer sig åt i bandgap. En så kallad heterojunction bildas mellan två olika material, i vilka en ökad koncentration av bärare är möjlig, och därmed bildandet av en degenererad tvådimensionell elektrongas.

Sådana strukturer som hålls av styrkorVan der Waals är en 2D-materialvy. Lager i heterostrukturer staplas ovanpå varandra, som Lego-block. Van der Waals-kraften - attraktionen mellan oladdade molekyler eller atomer - håller samman material.

Enligt forskare skiljer sig den nya endimensionella van der Waals-heterostrukturen från andra som har skapats av ingenjörer hittills.

Forskare beskriver det som en stapel tvådimensionellskiktade material rullade in i en perfekt cylinder. ”2D-material kommer i kontakt med varandra i önskad vertikal heterostruktursekvens. Du behöver inte oroa dig för deras sidokanter - de är alla upprullade, som i en sushirulle. Detta är viktigt för att skapa ultralätta enheter, ”förklarar en av författarna till arbetet, professor i teknik och mekanik vid University of Pennsylvania, Vladisla Rotkin.

Studien antar att alla 2D-materialkan rullas in i dessa endimensionella heterostrukturella cylindrar - heteronanorör. Forskare vid University of Tokyo tillverkade nyligen heteronanorörelektroder och visade att den kan fungera som en extremt liten högpresterande diod trots dess storlek.

Minns att dioder är den huvudsakliga typen av enheter,används inom optoelektronik. De är kärnan i fotodetektorer, solceller, ljuskällor och mer. I elektronik används dioder i flera specialiserade kretsar. Även om huvudelektronikelementet är en transistor kan två dioder anslutna till varandra också fungera som en omkopplare.

Detta öppnar upp en potentiellt ny klass av material för miniatyrelektronik.

Discovery tar bort enhetstekniken ur2D-material till nästa nivå, betonar forskare. Den nya metoden att arbeta med heterostrukturer gör det möjligt att skapa både elektroniska och optoelektroniska enheter av en ny generation.

Läs mer

Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?

Havssniglar skär av huvudet för att regenerera en ny kropp

Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda