Uusia materiaaleja elektroniikalle

Oak Ridge National Laboratoryn (ORNL) johdolla on karakterisoitu puolijohteinen palladium diselenidi (PdSe2) materiaali, joka rakentuu viisikulmaisesta hilarakenteesta joka ei olekaan niin tasainen.

Peruskiteestä kuorittu jalon siirtymämetallin dikalkogeenin PdSe2:n kaksiulotteisen kerroksen ryppyinen morfologia on esimerkiksi vakaa normaalissa ilman alassa.

Erikoinen rakenne tuottaa sille myös ominaisuuksia, joilla se voisi kilpailla grafeenin ja mustan fosforin kanssa vaihtoehtona nanomittakaavan elektroniikalle kuten tulevaisuuden optoelektroniikalle.

Normaalisti PdSe2 -materiaalissa ei ole kaistaeroa mutta monokerroksina se tuottaa uusia vaihtoehtoja nanoelektroniikkaan. Sen kaistaeroa kun on mahdollista virittää peruskiteen nollasta yksikerroksisen noin 1,3 elektronivolttiin.

Australialaisen FLEET-tutkimuskeskuksen tutkijat ovat puolestaan havainneet, että topologinen trinatrium vismutti (Na3Bi) materiaali voidaan valmistaa niin, että se on "elektronisesti tasainen" kuten korkealaatuinen grafeeni.

Na3Bi on topologinen Dirac-semimetalli, jota pidetään kolmiulotteisena vaihtoehtona grafeenille, koska siinä ilmenee vastaavanlaista poikkeuksellisen suurta elektronien liikkuvuutta.

Grafeenin elektronien liikkuvuutta hankaloittaa materiaalin kaksiulotteisuus, mikä vaatii käytännön rakenteessa sen ominaisuuksia häiritseviä tukimateriaaleja. Tähän käytetään yleisesti boorinitridiä (h-BN).

Mutta nyt tutkijat ovat havainneet, että Monash-yliopistossa kasvatetussa trinatrium vismutti (Na3Bi) on elektronisesti yhtä tasalaatuisia kuin korkealaatuinen grafeeni/h-BN -yhdistelmä. Na3Bi tarjoaa mielenkiintoisia etuja grafeenin suhteen.

Grafeeni/h-BN -yhdistelmien vaikeita rakennemenetelmiä välttäen Na3Bi voidaan kasvattaa millimetrien mittoihin kun grafeeni/h-BN rajoittuu vain muutamaan mikrometriin.

Toinen merkittävä etu on mahdollisuus käyttää Na3Bi:tä johtavana kanavana uuden sukupolven transistorissa – joka voidaan rakentaa topologisiin eristeisiin perustuen.

"Tämä keksintö voisi olla askel topologisten transistorien suuntaan, jotka muuttavat laskennallisen maailman," toteavat tutkijat FLEET tutkimuskeskuksen tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Solitoneillako uutta elektroniikkaa?