制造MOS2单个原子层新型P-N结的新方法

令人着迷的机会是从一个名为二维(2D)半导体的新型材料的机会,这只是一个厚的原子。亚博网站下载2D材亚博网站下载料准备在电子和光电子行业以及物联网设备中具有光明的未来。

任何手机,计算机,电子设备,甚至太阳能电池都是由相同的基本电子构建块,二极管组成。遗憾的是,在工业中广泛应用的主要障碍是二极管的核心元件的可伸缩和鲁棒纳米制造的主要障碍,这是“P-N结”。亚博网站下载

Elisa Riedo, professor at the New York University (NYU) Tandon school of Engineering led an international team of investigators who demonstrated a novel approach based on thermal scanning probe lithography (t-SPL) to fabricate state-of-the-art "p-n junctions" on a single atomic layer of molybdeunum disulfide (MoS2) a transition metal dichalcogenide. The work,“MOS2中双极电导率的空间缺陷纳米工程”出现在自然通信中。

To produce "p-n junctions", it is necessary to dope a semiconductor in such a way that part of it is n-doped (doped with an excess number of electrons) and another part is p-doped (doped with an excess number of positively-charged "holes").

纽约Tandon的电气计算机工程教授Riedo和Davood Shahrjerdy表明,通过将T-SPL与缺陷结合纳米工程,可以获得MOS2的纳米级分辨率双极掺杂,从而产生n型和p型传导,可以容易地扩展到其他2D半导体。

作为研究的一部分,团队集成了T-SPL - 使用高于200摄氏度的探针 - 通过流通反应气体电池,以实现单层MOS2中局部缺陷的局部热激活的独特纳米级控制。

根据本地加热过程中使用的气体,有缺陷的图案可以通过需求产生P型或N型导电性。掺杂和缺陷形成机制通过X射线光电子能谱,透射电子显微镜和密度泛函理论阐明在分子水平下阐明。

国际团队包括来自纽约城市大学(CUNY)的研究人员,伊利诺伊州厄巴纳大学,宾夕法尼亚大学,意大利国家研究委员会(CNR)。

“在我们以前的研究中,我们展示T-SPL优于电子束光刻和用于制造MOS2上的金属电极的其他标准方法,这一提前可能还降低制造的成本,因为T-SPL不需要标记或真空,”雷耶托说。

通过这种连续成功在2D半导体的双极掺杂中,T-SPL现在能够提供掺杂剂图案化和芯片制造,这将迅速推进材料科学和芯片设计。亚博老虎机网登录

“很高兴看到T-SPL现在如何占用,以使得能够从2D材料制造功能晶体管器件,包括控制掺杂水平”亚博网站下载来自IBM苏黎世的Armin Knoll,其中一个先锋与T-SPL的Riedo一起。

本研究由美国能源部的基本能源科学厅提供资金。亚博老虎机网登录

来源:https://engineering.nyu.edu/

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