Uusi kaksiulotteinen puolijohde

01.04.2015

brown-2d-pii-telluride-250-t.jpgBrownin yliopiston kemistit ovat löytäneet tavan tehdä uudenlaista puolijohtavaa kaksiulotteista nanomateriaalia piihin tukeutuen.

Tutkijat ovat kehittäneet menetelmän tehdä nanonauhoja ja nanolaattoja pii-telluridin yhdisteestä. Materiaalit ovat puhtaita, p-tyypin puolijohteita, joita voitaisiin käyttää erilaisissa elektronisissa ja optisissa laitteissa. Niiden kerroksellinen rakenne voi kestää jopa litiumia ja magnesiumia, eli niistä voitaisiin tehdä myös akkujen elektrodeja.

"Piipohjainen yhdisteet ovat nykyaikaisen elektroniikan perusta", toteaa työtä johtanut kemian apulaisprofessori Kristie Koski. "Pii-telluridi on tämän perheen yhdisteitä ja olemme osoittaneet täysin uuden menetelmän tehdä siitä kerroksellisia kaksiulotteisia nanomateriaaleja."

Kristie Koski ja hänen ryhmänsä syntetisoivat uusia materiaaleja kaasufaasipinnoituksella. Kuumennettaessa pii ja telluuri höyrystyvät ja reagoivat, tehden prekursoriyhdistettä, joka saostuu alustalle argon-kantokaasun avulla. Pii-telluridi kasvaa sitten esiasteyhdisteestä.

Eri rakenteet voidaan tehdä vaihtelemalla uunin lämpötilaa ja tekemällä erilaisia käsittelyjä alustalle. Prosessia säätämällä tutkijat tekivät nanonauhoja, jotka ovat noin 50 - 1000 nanometriä leveitä ja noin 10 mikronia pitkiä. He tekivät myös nanolättyjä tasaisesti alustalle ja pystyssä seisoviksi.

Kullakin eri muodoilla on erilainen kiderakenteen suuntautuminen. Siten niillä kaikilla on erilaisia ominaisuuksia joita voidaan käyttää eri sovelluksissa.

Tutkijat osoittivat, että materiaali voidaan seostaa erilaisien alustojen avulla. Tutkijat seostivat pii-telluridia alumiinilla kun sitä kasvatettiin safiirisubstraatilla ja saivat näin aikaiseksi n-tyypin puolijohdetta.

Kehitetyt materiaalit eivät kuitenkaan ole erityisen vakaita avoimessa ympäristössä, mutta asia on kuitenkin esimerkiksi piioksidilla korjattavissa.

"Mielestämme tämä on hyvä ehdokas tuomaan 2D-aineiden ominaisuudet elektroniikan maailmaan", toteaa Koski yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Kaksiulotteiset mutkistuvat

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 »