Создание электрического контакта вдоль одномерного края двухмерных материалов

Профессор Дин проводил исследование в качестве постдокторанта в Колумбийском университете, работая с профессором электротехники Кеном Шепардом и профессором машиностроения Джеймсом Хоуном, соавторами статьи. Новый метод, который был разработан с использованием графена в качестве двумерной модели, привел к получению самого чистого графена, произведенного на сегодняшний день.

«Двумерные материалы, такие как графен, толщиной всего в один атом, могут иметь внешние электрические свойства, измененные», — сказал профессор Дин. «Однако, поскольку материалы чрезвычайно чувствительны к окружающей среде, любое внешнее загрязнение быстро ухудшает характеристики».Он добавил, что необходимость защиты материала от загрязнения при сохранении доступа к электричеству является препятствием на пути развития технологий на основе графена. «Установив контакт только с одномерным краем графена, мы разработали принципиально новый способ связать наш трехмерный мир с этим захватывающим двухмерным миром, не нарушая его внутренних свойств. Это практически исключает внешнее загрязнение и, наконец, позволяет графену показать свой истинный потенциал в электронные устройства."«Наша новая геометрия контакта кромок обеспечивает более эффективный контакт, чем обычная геометрия, без необходимости дальнейшей сложной обработки», — добавил профессор Шепард. «Сейчас есть гораздо больше возможностей как для приложений устройств, так и для чистой физики чистых систем».Исследователи полностью заключили слой 2D-графена в сэндвич из тонких изолирующих кристаллов нитрида бора.

Для этого они использовали новую технику, в которой верхний кристалл нитрида бора использовался для последовательного захвата других слоев в стопке. «Этот метод полностью исключил любое загрязнение между слоями», — отметил профессор Дин.Создав стопку, они протравили ее, чтобы обнажить край графенового слоя.

Затем они напылили металл на край, чтобы создать электрический контакт. Создав контакт по краю, команда реализовала одномерный интерфейс между двухмерным активным слоем и трехмерным металлическим электродом.Несмотря на то, что электроны входили только в одномерный атомный край графенового листа, контактное сопротивление было удивительно низким, достигая 100 Ом на микрон ширины контакта — значение меньше, чем обычно достигается для контактов на верхней поверхности графена.

Продолжая свое сотрудничество, команда в настоящее время работает над применением этих методов для разработки новых гибридных материалов путем механической сборки и контакта кромок. Они планируют использовать полный набор доступных 2D-слоистых материалов, включая графен, нитрид бора, дихалькогениды переходных металлов (TMDC), оксиды переходных металлов (TMO) и топологические изоляторы (TI).

«При таком большом количестве текущих исследований, направленных на разработку новых устройств путем интеграции многоуровневых 2D-систем, потенциальные приложения невероятны, от вертикально структурированных транзисторов, туннельных устройств и датчиков, фотоактивных гибридных материалов до гибкой и прозрачной электроники», — добавил профессор Хоун.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.