Semi-conducteur à oxyde de type P rapide mis en vie avec du métal liquide

Mise à jour : 9 décembre 2023

Semi-conducteur à oxyde de type P rapide mis en vie avec du métal liquide

La bêta-tellurite bidimensionnelle est la Semi-conducteurs, déposé en faisant rouler une bille de tellure fondu et de sélénium sur le substrat.

"Cet oxyde de type P à haute mobilité comble une lacune cruciale dans le spectre des matériaux pour permettre des circuits rapides et transparents", a déclaré le chef d'équipe Torben Daeneke du Centre d'excellence Arc sur les futures technologies électroniques à faible consommation d'énergie (« Flotte »).

En 2018, une étude informatique a révélé que l'oxyde bêta-tellurite (β-TeO2) était un candidat oxyde de type p, avec la place particulière du tellure dans le tableau périodique, selon l'Université RMIT, fournissant à son oxyde des propriétés particulièrement utiles - Fleet est une organisation parapluie, à laquelle l'Université RMIT (Royal Melbourne Institute of sans souci University) est un contributeur.

«Cette prédiction a encouragé notre groupe de l'Université RMIT à explorer ses propriétés et ses applications», a déclaré Torben Daeneke, chercheur associé de la flotte.

L'équipe de Daeneke a démontré l'isolement de la bêta-tellurite avec une technique de synthèse développée sur mesure qui repose sur la chimie des métaux liquides.

La synthèse consiste à rouler un mélange fondu de tellure et de sélénium sur une surface - une plaquette de silicium oxydé dans ce cas.

L'oxygène ambiant dans l'air forme naturellement une mince couche d'oxyde de surface de bêta-tellurite sur la gouttelette, et cette couche d'oxyde colle à la surface lorsque la gouttelette est roulée.

«Le processus est similaire au dessin: vous utilisez une tige de verre comme stylo et le métal liquide est votre encre», a déclaré Patjaree Aukarasereenont, chercheur au RMIT.

Le sélénium est dans le mélange fondu pour abaisser son point de fusion - le tellure pur est solide jusqu'à> 500 ° C, tandis que la phase β souhaitable de la tellurite ne pousse qu'à <300 ° C.

Le résultat est une feuille de tellurite de 1.5 nm d'épaisseur - seulement quelques atomes - qui est transparente sur tout le spectre visible car la bande interdite est de 3.7 eV.

Les FET fabriqués à partir du matériau ont montré une commutation de type p avec une mobilité des trous d'environ 140 cm2/ Vs "montrant que la bêta-tellurite est dix à cent fois plus rapide que les semi-conducteurs à oxyde de type p existants", a déclaré Aukarasereenont. «Le rapport marche / arrêt supérieur à 106 atteste que le matériau convient aux appareils rapides et économes en énergie. »

Le travail est publié sous le titre `` β-TeO bidimensionnel semi-conducteur de type p à haute mobilité2'est publié dans Nature Electronics (résumé uniquement disponible sans paiement).

Selon l'article, la mobilité des trous à effet de champ atteignait 232 cm2/ Vs à température ambiante, la masse effective du trou était de 0.51 et, en refroidissant à −50 ° C, la mobilité du porteur pouvait être augmentée à 6,000 cm2/Contre.

Les chercheurs de la flotte du RMIT, de l'Université nationale australienne de Canberra et de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud à Kensington ont travaillé avec l'Université Deakin et l'Université de Melbourne.