Ei enää siirtoprosessia toimivien 2D-rakenteiden tuottamiseksi05.09.2025
Uudessa tutkimusraportissa kuvattu menetelmä voisi auttaa virtaviivaistamaan kaksiulotteisten materiaalien integrointia seuraavan sukupolven elektroniikkaan, neuromorfiseen laskentaan ja muihin teknologioihin, jotka vaativat ultraohuita ja nopeita puolijohteita. Tutkijat käyttivät kemiallista höyrypinnoitusta (CVD) kasvattaakseen volframidiselenidia, 2D-puolijohdetta, suoraan kultaelektrodeille. He myös rakensivat toimivan, konseptin todistavan transistorin. Toisin kuin perinteiset tekniikat, jotka vaativat hauraiden 2D-kalvojen siirtämistä pinnalta toiselle, Rice-tiimin menetelmä poistaa siirtoprosessin kokonaan. ”Tämä on ensimmäinen demonstraatio ohutmateriaalin vapaan siirron menetelmästä 2D-rakenteiden kasvattamiseen”, sanoo Sathvik Ajay Iyengar, tohtoriopiskelija ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja yhdessä tohtoriopiskelija Lucas Sassin kanssa. ”Tämä on vankka askel kohti prosessointilämpötilojen alentamista ja siirtovapaan 2D-puolijohdeintegraatioprosessin mahdollistamista.” Tähän asti 2D-rakenteiden valmistus on edellyttänyt 2D-puolijohteen kasvattamista erikseen, yleensä erittäin korkeissa lämpötiloissa, ja sitten sen siirtämistä kohteeseen useissa vaiheissa. ”Siirtoprosessi voi heikentää materiaalia ja vahingoittaa sen suorituskykyä”, sanoi Iyengar, joka on osa Pulickel Ajayanin tutkimusryhmää Ricessä. ”Näiden 2D-puolijohteiden ja metallien vuorovaikutuksen ymmärtäminen, erityisesti in situ -kasvatuksessa, on todella arvokasta tulevaisuuden laitteiden valmistuksen ja skaalautuvuuden kannalta”, sanoo Ajayan. Käyttämällä uudenlaisia kuvantamisen ja kemiallisia analyysityökaluja tiimi vahvisti, että menetelmä säilyttää metallikontaktien eheyden, jotka ovat alttiita vaurioille korkeissa lämpötiloissa. Menetelmän menestys piilee metallin ja 2D-materiaalin välisessä vahvassa vuorovaikutuksessa kasvun aikana, Sassi toteaa. "Luotettavien, siirtovapaiden menetelmien puute 2D-puolijohteiden kasvattamiseen on ollut merkittävä este niiden integroinnille käytännön elektroniikkaan", hän sanoi. "Tämä työ voisi avata uusia mahdollisuuksia atomitason ohuiden materiaalien käyttöön seuraavan sukupolven transistoreissa, aurinkokennoissa ja muissa elektronisissa teknologioissa." Aiheesta aiemmin: Kaksiulotteiset laboratorioista teollisuuteen |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Ricen yliopiston materiaalitieteilijöiden ryhmä on kehittänyt uuden tavan kasvattaa ultraohuita puolijohteita suoraan elektroniikkakomponentteihin.