Efectele substratului asupra semiconductoarelor subțiri atomic

Folosind lumina ultravioletă, cercetătorii au investigat caracteristicile electronice ale unui semiconductor 2D (violet) pe măsură ce numărul straturilor de substrat (verde) a crescut. În hărțile de date, cercurile roșii marchează o caracteristică electronică care a scăzut odată cu adăugarea straturilor de substrat. Credit: Meng Kai Lin / Universitatea din Illinois la Urbana-Champaign

Cercetătorii au detectat interacțiuni non-neglijabile între materialele 2D de intrigă tehnologică și substraturile care le susțin fizic.

Straturile atomice subțiri sunt de mare interes tehnologic datorită proprietăților electronice potențial utile care apar pe măsură ce grosimea stratului se apropie de limita 2D. Aceste materiale tind să formeze legături slabe în afara stratului și, prin urmare, se presupune că nu sunt afectate de substraturile care oferă suport fizic.

Cu toate acestea, pentru a avansa mai departe, oamenii de știință trebuie să testeze riguros această presupunere, nu numai pentru a înțelege mai bine fizica cu un singur strat, ci și pentru că existența efectelor substratului crește posibilitatea de rafinare a proprietăților stratului care modifică substratul.

După cum sa raportat în revistă Scrisori de recenzie fizică, o echipă condusă de Tai-Chang Chiang de la Universitatea din Illinois la Urbana-Champaign și asociatul său postdoctoral, Meng-Kai Lin, au folosit Sursa de lumină avansată (ALS) a Berkeley Lab pentru a testa modificările proprietăților electronice ale unui semiconductor 2D, telurură de titan , pe măsură ce grosimea unui substrat, telurul de platină, a crescut. Telurura de titan monostrat este extrem de sensibilă la cea de mai jos, făcându-l deosebit de util ca caz de testare pentru a investiga efectele de cuplare ale substratului.

Rezultatele au arătat că, pe măsură ce grosimea substratului a crescut, a apărut o variație dramatică și sistematică a telururii de titan cu un singur strat. Un fenomen electronic cunoscut sub numele de undă de densitate de încărcare (o sarcină cuplată și o distorsiune a rețelei caracteristică telururii de titan cu un singur strat) a fost suprimat.

„Descoperirile experimentale, combinate cu simulări teoretice de prim-principiu, au condus la o explicație detaliată a rezultatelor în ceea ce privește interacțiunile mecanice cuantice de bază dintre un singur strat și substratul reglabil”, a spus Lin.

Deoarece legătura interfațială a rămas slabă, cercetătorii au ajuns la concluzia că modificările observate s-au corelat cu transformarea substratului dintr-un semiconductor în semimetal pe măsură ce a crescut în grosime.

„Acest studiu sistematic ilustrează rolul crucial pe care îl joacă interacțiunile substratului în fizica filmelor ultrafine”, a spus Lin. “Înțelegerea științifică derivată din munca noastră oferă, de asemenea, un cadru pentru proiectarea și ingineria filmelor ultra-subțiri pentru proprietăți utile și îmbunătățite.”

Referință: „Instabilitate de încărcare cu un singur strat TiTe2 Mediat de Van der Waals Bonding to Substrates ”de Meng-Kai Lin, Joseph A. Hlevyack, Peng Chen, Ro-Ya Liu, Sung-Kwan Mo și T.-C. Chiang, 22 octombrie 2020, Scrisori de recenzie fizică.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.125.176405

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.