【新的二維半導體矽超越】

明道

【新的二維半導體矽超越】

 

阿里Javey

在美國的研究人員已開發出一個新的二維半導體類。

自由獨立的量子膜，這是砷化銦（InAs），只是幾層厚厚的，有屬性，用於傳統的晶體管的半導體層形成了鮮明的對比。

除了基本科學問題，新的工作可以幫助我們更好地了解如何所謂的結構密閉的半導體設備的功能。

阿里Javey納米厚的半導體薄膜中的電子行為不同於那些在較厚的樣品，因為他們的議案，是有效制約的兩個方面。

這些新的物業已投入到工作中的高性能電子和量子光學，而最近科學家們把注意力轉向甚至更薄的材料，如石墨，因為這些材料的更有趣的屬性。

現在，阿里Javey的大學，加州大學伯克利分校和他的同事們已經開發出另一種被稱為量子膜（QMS），其中有帶結構，只需通過改變材料的厚度，可以調整，從散裝到2D二維半導體類。

這些質量管理體系的砷化銦（InAs），這是一個“III-V族化合物半導體。

QMS的可調諧特性稱為量子限制效應，即依靠對象的變化，電子和光學性質，因為它變得更小。

效果在10 nm左右或更低，通常踢，這是因為電子和空穴被擠壓成一個空間，接近一個關鍵的量子測量，稱為激子玻爾半徑。

這是批量樣品的半導體電子和空穴之間的平均距離。

自由站立膜

不同於傳統的化合物半導體量子阱結構，只能在一定的基板創建，砷化銦QMS只限於在頂部和底部表面絕緣層和/或真空。

這意味著，他們是自由站立，可放置在各種基材。

更重要的是，結構，質量管理等有源半導體層材料可以直接接觸放置在場效應晶體管（FET）的閘極堆疊 - 東西可以讓他們可以在高高性能設備。

javey的研究小組採用外延層轉移技術，涉及增長5-50 nm厚的砷化銦，銻化鎵/ AlGaSb基板。

InAs層，然後頂端圖案所需的形狀和結構，這是由選擇性濕犧牲AlGaSb層的蝕刻。

InAs層，然後拿起轉移到基板如Si / SIO 2或CAF 2。

結果是我們的選擇是通過范德華沒有約束的原始生長基質的相互作用保稅基板上一個獨立的InAs量子力學，Javey告訴physicsworld.com。

這使我們能夠探索不同厚度的質量管理體系的基本材料和設備的屬性。

由於光吸收研究中，研究人員成功地在不同結構的厚度的同時映射出的InAs QMS的能量子帶。

他們還探討了影響子帶量化從QMS製成場效應晶體管的電性能，發現材料中電子的流動性，不依賴於應用領域，除了在非常高的領域。

在傳統的金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的看出，這種行為是非常不同的。

高載流子遷移率

這項研究揭示了量子約束作用，如有效的流動性和量子電阻輸運性質研究的基本運輸物理，量子力學中的場效應晶體管（QMFETs）和性能的限制，從而提供指引，為今後設備的設計，尤其是第三至五納米電子學，說：“Javey。“III-V族器件是在矽襯底上取代傳統的矽晶體管，由於其高載流子遷移率，可以使高速，低功耗器件，特別是有吸引力的候選人。

現在該小組計劃進一步探討在這些半導體的其他各種基本材料特性，並發現有多好III-V族QMFETs真的是與國家的最先進的矽MOSFET相比。

在納米快報詳細的工作。

關於作者

佳麗Dumé特約編輯nanotechweb.org

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/nov/11/new-2d-semiconductor-could-outperform-silicon