Largest perfect 2D crystal ever made from boron nitride — ABC Chemicals


Largest perfect 2D crystal ever made from boron nitride - ABC Chemicals

Исследователи из Южной Кореи сделали самые большие совершенные двумерные кристаллы изолятора гексагонального нитрида бора (hBN) и полупроводникового дисульфида вольфрама. Команда, которая создала 9 см2 Вафли надеются, что, если производство будет расширено, они найдут применение в электронике следующего поколения. Соединяя двумерные изоляторы и полупроводники с двухмерным графеновым проводником, можно создать электронику, которая будет более гибкой и тонкой, чем обычная электроника.

Из всех экстраординарных свойств графена, пожалуй, самым замечательным является его чрезвычайно высокая электронная проводимость. Это привело к тому, что некоторые исследователи поверили, что это может быть будущим электронной миниатюризации. Электроника также требует полупроводников и изоляторов в дополнение к проводникам, однако. К счастью, природа предоставила ученым их однослойные версии: некоторые дихалькогениды переходных металлов являются полупроводниками, а hBN — изолятором. К сожалению, поиск экономичного способа получения хорошего графена является сложной задачей — найти коммерческий путь к структурам, состоящим из нескольких монослоев, контролируемых друг над другом, еще сложнее.

hBN обычно получают химическим осаждением из паровой фазы (CVD) боразина. К сожалению, двумерные кристаллы hBN растут со случайными ориентациями. Когда они встречаются, они образуют границы зерен, поэтому лист имеет дефекты, что делает его менее полезным для электроники. Теперь исследователи в нескольких южнокорейских институтах добавили аккуратный поворот: они выполняют сердечно-сосудистые заболевания при 1100 ° C на вольфрамовой подложке, покрытой золотой фольгой. По мере плавления золота кристаллы hBN образуются на тонкой пленке жидкого золота, покрывающей вольфрам, что позволяет им свободно вращаться. Подобные методы могут производить высококачественные графеновые слои, но они все еще не являются идеальными монокристаллами. Однако в отличие от графена нитрид бора содержит диполи. Когда случайно ориентированные кристаллы объединяются, силы между ними заставляют отдельные кристаллы выравниваться и соединяться в один идеальный кристалл. Дорогая золотая фольга также может использоваться многократно для снижения затрат.

Largest perfect 2D crystal ever made from boron nitride - ABC Chemicals

Исследователи использовали свою пластину размером 3 см × 3 см — размер которой ограничен только вакуумной камерой — в качестве подложки для сердечно-сосудистых заболеваний, чтобы получить монокристаллические слои графена одинакового размера для получения двухслойной гетероструктуры. «Вы получаете электронное улучшение подвижности графена на монокристаллическом hBN», — объясняет Янг Хи Ли из Института фундаментальных наук и Университета Сунгкьюнкван, которые находятся в Южной Корее. Графену нужна высокая подвижность электронов, чтобы реализовать его необычайную теоретическую электропроводность. Они также пытались сделать то же самое с полупроводниковым дисульфидом вольфрама. «Случайно мы вытравили hBN, оставив монокристаллический дисульфид вольфрама», — говорит Ли. «Это все еще важно, но с точки зрения устройства несколько ограничено». Ли говорит, что они все еще работают над «святым Граалем» монокристаллического полупроводника на hBN. Это может позволить им производить новый тип 2D-транзистора.

Научный ученый Дживонг Парк из Чикагского университета в США впечатлен. «Они нашли умный способ производства фильма с очень равномерным направлением повсюду», — говорит он. «Это, я считаю важным событием. То, как hBN влияет на графен, обычно имеет значение только при низкой температуре, поэтому я не решаюсь обратиться к очевидному применению. Но вы никогда не знаете — эти новые возможности способствуют развитию творчества людей ».







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *