據(jù)美國物理(lǐ)學家組織網11月14日報道,美國加利福尼亞大學伯克利分校研究人員開發出一種全新(xīn)的二維半導(dǎo)體,這是一(yī)種由砷化銦製造的“量子膜”,具有帶狀(zhuàng)結(jié)構,隻需簡單(dān)地減小尺寸就能從塊(kuài)狀三維材料轉變為二維材料。相關論文發表在近期出版的《納米快報》上(shàng)。
當半導(dǎo)體材料的尺(chǐ)寸小到納米級,它們在電學和光學方麵的性質就(jiù)會發生極大改變,產生量子限製效應,由此人們可以製造(zào)出被稱為量子膜的二維晶體管。量子膜約為10納米或更少,其運行(háng)基本(běn)上被限製在一個二維空間中。由於這種獨特的性質,它們能在高度專業化的量子光學與電(diàn)子應用領域大展所(suǒ)長。
目前二維半導體方麵的研究大部分要用到石墨烯類的材料。加州大學伯克利分校的阿裏?傑維帶領的研究小組通(tōng)過另一種途徑製造出了砷化銦“量子膜”。而且新(xīn)量子膜可以作為一種無需襯底的獨立材料,能和各種襯底(dǐ)結合,而以往其他同(tóng)類材料隻能用於一種襯底。
他們先在銻(tī)化镓(GaSb)和銻化(huà)鋁镓(AlGaSb)襯底上生長出(chū)了砷化銦,將它置(zhì)於頂(dǐng)層並設計成任何想要的(de)樣子,然後將底層腐蝕掉,把剩(shèng)下的砷化銦層移到任何(hé)需要的襯底上(shàng),製成了最終產品。
為了測試產(chǎn)品的效果,研究小組把不同(tóng)厚度(5納米到50納米)的砷化銦量子膜轉印到透明(míng)襯底上(shàng),對其(qí)進(jìn)行光吸收實驗,他們能(néng)直接觀察(chá)到量子化的亞帶,並繪製出了每個亞帶的光學性質。在測試它們的電學性(xìng)質過程中,研究小組還觀(guān)察到明顯的量子限製效應,電子移動與傳(chuán)統的金(jīn)屬氧化物半導體場效應晶(jīng)體管(guǎn)(MOSFET)截然不同。
研究人員表示,該研究不僅給半導體家族增添了一種新(xīn)材料,也有助(zhù)於人們(men)理解結構限製性材料的原理,帶來更多的特殊材料,在二維物理基礎設備研究方麵邁出了重要一步。
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