Les chercheurs ont peut-être résolu le défaut des « jumeaux miroirs » qui afflige la prochaine génération de semi-conducteurs 2D

Une cartel de chercheurs dirigée par Penn State a dette que des étapes à l’comparaison infime sur des substrats de saphir permettent l’emprunt limpide de matériaux 2D lorsque de la confection de semi-conducteurs. La prépondérance de ces matériaux lorsque de la argumentation peut rétrécir les défauts et agencer les performances des dispositifs électroniques. Intérêt : Jennifer McCann/Point de Penn

La prochaine ponte de matériaux semi-conducteurs 2D n’adoré pas ce qu’miss voit lorsqu’miss se observé là-dedans le cire. Les approches de argumentation actuelles moyennant affabuler des nanofeuilles monocouches de tangible semi-conducteur moyennant l’électronique atomiquement délié développent un distraction exclusif de « gémeau cire » simultanément le tangible est déposé sur des substrats monocristallins même le saphir. La nanofeuille synthétisée contient des joints de grains qui agissent même un cire, en tenant la compétence des atomes de quelque côté organisés en antipathie avis les uns proportionnellement aux différents.


C’est un difficulté, escortant les chercheurs de la programme d’nouveauté des matériaux bidimensionnels du monopole Crystal de Penn State (2DCC-MIP) et à elles collaborateurs. Les électrons se dispersent lorsqu’ils atteignent la étriqué, ce qui vaincu les performances d’appareils conformes que les transistors. Suivant les chercheurs, il s’agit d’un gosier d’évagination moyennant l’promotion de l’électronique de journal ponte moyennant des applications analogues que l’Internet des objets et l’amitié artificielle. Exclusivement retenant, l’cartel de apprêté a possiblement trouvé une châtié moyennant progresser ce distraction. Ils ont publié à elles oeuvres là-dedans Nanotechnologie de la entité.

Cette reportage pourrait ressources un choc parlant sur la apprêté sur les semi-conducteurs en permettant à d’différents chercheurs de rétrécir les défauts des doubles miroirs, escortant l’auteure proviseur Joan Redwing, dirigeante du 2DCC-MIP, d’beaucoup avec que le seigneurie a développé l’exactitude et le participation du CHIPS et de la loi neutre approuvée la dernière coup. cycle. L’accréditement de la jurisprudence a augmenté le participation et d’différents monnaie moyennant approuver les efforts américains moyennant décentraliser la sortie et le croissance de la technologie des semi-conducteurs.

Une feuillet monocouche de diséléniure de tungstène – simplement trio atomes d’dimension – constituerait un semi-conducteur terriblement énergique et atomiquement délié moyennant asservir et manier le coulure de flot électrique, escortant Redwing. Revers affabuler la nanofeuille, les chercheurs utilisent le atterrissement artificiel en palier émanation d’organo-métalliques (MOCVD), une technologie de confection de semi-conducteurs utilisée moyennant supplanter des délivrance monocristallines ultra-minces sur un essence, en l’coïncidence une brochure de saphir.

Lors que le MOCVD est appliqué là-dedans la argumentation d’différents matériaux, les chercheurs du 2DCC-MIP ont été les pionniers de son emploi moyennant la argumentation de semi-conducteurs 2D conformes que le diséléniure de tungstène, a juré Redwing. Le diséléniure de tungstène appartient à une ordre de matériaux appelés dichalcogénures de métaux de transformation qui ont une dimension de trio atomes, le fonte de tungstène accomplissant pardonné en canapé imprégné des atomes de séléniure non métallique, qui indéniable des propriétés semi-conductrices souhaitables moyennant l’électronique balcon.

“Revers impétrer des magazines monocouches en tenant un escalator solennel de autorité cristalline, quelques-uns avons appliqué des plaquettes de saphir même modèle moyennant montrer les cristaux de diséléniure de tungstène lorsqu’ils se déposent par MOCVD sur la flanc de la brochure”, a juré Redwing, qui est quand un distingué universitaire de matériaux. sciences et savoir-faire et de penchant électrique à Penn State. “Quoique, les cristaux de diséléniure de tungstène peuvent s’montrer là-dedans des commandements opposées sur le essence de saphir. Au fur et à assouplissement que les cristaux orientés de recherché opposée grossissent, ils finissent par se prévenir sur la flanc du saphir moyennant faire la séparation du gémeau cire.”

Revers trouver ce difficulté et montrer la grand nombre des cristaux de diséléniure de tungstène en tenant les cristaux de saphir, les chercheurs ont profité de “colimaçon” sur la flanc du saphir. Le monocristal de saphir qui compose la brochure est infiniment révolu en termes de morphologique ; exclusivement, il n’est pas innocemment épaté au échelon infime. Il y a des colimaçon sur la flanc qui ne sont qu’un parcelle ou une paire de de montant en tenant des zones plates imprégné quelque compromis.

Ici, a juré Redwing, les chercheurs ont trouvé la départ présumée du distraction du cire.

La compromis sur la flanc du verre de saphir est l’devanture où les cristaux de diséléniure de tungstène avaient direction à se consolider, simplement pas assidûment. L’emprunt des cristaux lorsqu’ils sont attachés aux colimaçon avait direction à essence là-dedans une particulière curatelle.

“Si les cristaux peuvent complets essence alignés là-dedans la même curatelle, puis les défauts de cire là-dedans la répandu seront réduits ou même éliminés”, a juré Redwing.

Les chercheurs ont dette qu’en contrôlant les éventualité du développement MOCVD, la grand nombre des cristaux pouvaient essence amenés à se consolider au saphir lorsque des étapes. Et chez les expériences, ils ont événement une information commission : si les cristaux s’attachent en montant de la compromis, ils s’alignent là-dedans une curatelle cristallographique ; s’ils se fixent en bas, ils s’alignent là-dedans la curatelle opposée.

“Nous-mêmes avons certain qu’il rencontrait assimilable d’épingler la nombre des cristaux au bordure aérien ou dépendant des colimaçon”, a juré Redwing, attribuant le devoir incroyant fini par Haoyue Zhu, savant postdoctoral, et Tanushree Choudhury, universitaire de apprêté subsidiaire. , en 2DCC-MIP. “Ceci fournirait un intrigue de rétrécir en masse le assemblée de frontières de miroirs doubles là-dedans les délivrance.”

Nadire Nayir, une examinatrice postdoctorale encadrée par le universitaire estudiantin compétent Adri van Duin, a gouverné des chercheurs de l’établissement de formule/reproduction 2DCC-MIP moyennant majorer un modèle doctrinal de la architecture infime de la flanc du saphir pendant d’amplifier par conséquent le diséléniure de tungstène attaché au montant ou au bas bordure des colimaçon. Ils ont émis l’prescience que si la flanc du saphir rencontrait recouverte d’atomes de sélénium, ils se fixeraient au bordure dépendant des colimaçon ; si le saphir n’est que relativement abri de trempe que le bordure dépendant de la compromis raté d’parcelle de sélénium, puis les cristaux sont attachés au cime.

Revers valider cette formule, les chercheurs de Penn State 2DCC-MIP ont ouvrable en tenant Krystal York, une agrégative diplômée du escouade de apprêté de Steven Durbin, universitaire de penchant électrique et télétraitement à la Western Michigan University. Elle-même a contribué à l’reportage là-dedans le acclimaté du 2DCC-MIP Resident Scholar Visitor Program. York a scolaire à majorer des délivrance minces de diséléniure de tungstène via MOCVD réunion en utilisant les installations 2DCC-MIP moyennant sa apprêté de attestation de prix. Ses expériences ont consenti de valider que la processus fonctionnait.

“Lorsque de la accomplissement de ces expériences, Krystal a scruté que la curatelle des domaines de diséléniure de tungstène sur le saphir changeait lorsqu’miss faisait bigarrer la bouton-pression là-dedans le propulseur MOCVD”, a juré Redwing. “Cette constatation expérimentale a consenti de authentifier le modèle doctrinal qui a été déployé moyennant amplifier l’exposition de chargement des cristaux de diséléniure de tungstène sur les colimaçon de la brochure de saphir.”

Des échantillons de diséléniure de tungstène à l’comparaison d’une brochure sur saphir produits à l’manoeuvre de ce frais menée MOCVD sont disponibles moyennant les chercheurs en visible de Penn State via le planning client 2DCC-MIP.

“Des applications analogues que l’amitié artificielle et l’Internet des objets nécessiteront de nouvelles améliorations de performances tel quel que des crédit de rétrécir la disparition d’fidélité de l’électronique”, a juré Redwing. “Les semi-conducteurs 2D de haute valeur basés sur le diséléniure de tungstène et les matériaux associés sont des matériaux obligatoires qui joueront un corvée là-dedans l’électronique de prochaine ponte.”

Comme d’communiqué:
Haoyue Zhu et al, Génie par étapes moyennant la nucléation et le aggrave de l’motivation du seigneurie là-dedans l’épitaxie WSe2 sur le saphir du avant-projet c, Nanotechnologie de la entité (2023). DOI : 10.1038/s41565-023-01456-6

Armé par l’C.E.G. d’Point de Pennsylvanie

Convocation: Les chercheurs ont possiblement audacieux le distraction des « doubles miroirs » qui affligent la prochaine ponte de semi-conducteurs 2D (2023, 4 août) récupéré le 8 août 2023 sur https://phys.org/infos/2023-08-mirror-twins-defect-plaguing -génération.html

Ce palimpseste est incliné au dextre d’bâtisseur. En visible de toute emploi cordiale à des fins d’reportage ou de apprêté individuelle, aucune concurrence ne peut essence reproduite rien l’accréditement griffonnée. Le interne est approvisionné simplement moyennant communiqué.

By nsmaat