Grafeenin avulla kaksiulotteisia puolijohteita

10.09.2016

Penn-grafeeni-apuna-2D-galliumditridin-teossa-300-t.jpgHiljattain löydetty menetelmä tehdä kaksiulotteisia materiaaleja voisi johtaa uusiin ja epätavallisiin ominaisuuksiin, erityisesti nitridiluokan materiaaleissa.

Penn Staten materiaalitutkijat ovat löytäneet prosessin, jossa he ensimmäistä kertaa kasvattivat kaksiulotteista galliumnitridiä grafeenikapselointia apuna käyttäen.

Galliumnitridi on kolmiulotteisessa muodossa laajan kaistaneron puolijohde. Sellaisia käytetään korkeiden taajuuksien ja suurten tehojen sovelluksissa.

Nyt tuotetussa kaksiulotteisessa muodossa galliumnitridi muuttuu erittäin leveän kaistaneron materiaaliksi. Sen energiaspektri kolminkertaistuu kattaen koko ultravioletin, näkyvän ja infrapunan spektrit.

Siten tällä työllä on erityinen vaikutus sähköoptisiin laitteisiin, jotka manipuloivat tai lähettävät valoa.

Tyypillisesti erilaiset uudet materiaalijärjestelmät ovat erittäin epävakaita. Nyt Penn Staten tutkijat käyttivät Migration Enhance Encapsulated Growth (MEEG) -menetelmää, jossa kerros grafeenia auttaa kasvattamaan ja vakauttamaan 2D-galliumnitridin rakennetta.

Jos yrittää kasvattaa näitä materiaaleja perinteisellä tavalla piikarbidille, normaalisti siihen muodostuu vain saaria. Se ei kasva siistinä kerroksina piikarbidille.

Kun piikarbidille on kasvatettu grafeenia gallium atomit vaeltavat grafeenin läpi ja muodostavat keskikerroksen, jonka päällä grafeeni kelluu. Kun tähän vielä lisätään typpiatomia, tapahtuu kemiallinen reaktio, joka muuttaa galliumin ja typen galliumnitridiksi.

Kuvassa Migration Enhance Encapsulated Growth (MEEG) prosessi, joka vakauttaa uusia laajan kaistaeron kaksiulotteisia nitridisiä puolijohteita, joita ei luonnollisesti esiinny. Grafeenihilan vikakohdat toimivat väylinä interkalatoitumiselle. Kun gallium ja typpiatomit kohtaavat grafeeni/SiC rajapinnassa, ne reagoivat kemiallisesti muodostaen kaksiulotteista galliumnitridiä.

27.03.2024Kvantti-interferenssi ja transistori
26.03.2024Robotti tarttuu lihanpalaan ja keskustelee kaverinsa kanssa
25.03.2024Piin kanssa yhteensopivia magneettisia pyörteitä
23.03.2024Kaksitoiminen katalyytti tekee sen halvemmalla
22.03.2024Hiilinanoputket käyttöön
21.03.2024Fotonisirut valtaavat alaa
21.03.2024Uusi 2D-materiaalien maailma on avautumassa
19.03.2024Suprajohteet auttavat tietokoneita "muistamaan"
18.03.2024Kvanttimateriaalitutkimuksen uudet työkalut
16.03.2024Räjähtämätön vedyntuotantomenetelmä

Siirry arkistoon »