Semikonduktor oksida tipe-p yang cepat diluncurkan dengan logam cair

Beta-telurit dua dimensi adalah Semikonduktor, diendapkan dengan menggulung sebutir telurium cair dan selenium melintasi substrat.

“Oksida tipe-p dengan mobilitas tinggi ini mengisi celah penting dalam spektrum material untuk memungkinkan sirkuit yang cepat dan transparan,” kata pemimpin tim Torben Daeneke dari Arc Center of Excellence in Future Low-Energy Electronics Technologies ('Fleet')

Pada tahun 2018, sebuah studi komputasi mengungkapkan bahwa oksida beta-telurit (β-TeO₂) adalah kandidat oksida tipe-p, dengan tempat aneh telurium dalam tabel periodik, menurut RMIT University, memberikan oksida dengan sifat-sifat unik yang berguna - Fleet adalah organisasi payung, di mana Universitas RMIT (Royal Melbourne Institute of teknologi Universitas) adalah kontributor.

“Prediksi ini mendorong grup kami di RMIT University untuk menjelajahi properti dan aplikasinya,” kata Torben Daeneke, peneliti asosiasi Armada.

Tim Daeneke mendemonstrasikan isolasi beta-telurit dengan teknik sintesis yang dikembangkan khusus yang mengandalkan kimia logam cair.

Sintesis melibatkan pengguliran campuran cair telurium dan selenium di atas permukaan - wafer silikon teroksidasi dalam kasus ini.

Oksigen di udara secara alami membentuk lapisan tipis oksida beta-telurit pada tetesan, dan lapisan oksida ini menempel ke permukaan saat tetesan tersebut berguling.

“Prosesnya mirip dengan menggambar: Anda menggunakan batang kaca sebagai pena dan logam cair adalah tinta Anda,” kata peneliti RMIT Patjaree Aukarasereenont.

Selenium berada dalam campuran cair untuk menurunkan titik lelehnya - telurium murni padat sampai> 500 ° C, sedangkan fase β telurit yang diinginkan hanya tumbuh pada <300 ° C.

Hasilnya adalah lembaran telurit setebal 1.5nm - hanya beberapa atom - yang transparan di seluruh spektrum yang terlihat karena celah pita adalah 3.7eV.

FET yang dibuat dari bahan menunjukkan peralihan tipe-p dengan mobilitas lubang ~ 140cm²/ Vs "menunjukkan bahwa beta-tellurite sepuluh hingga seratus kali lebih cepat daripada semikonduktor oksida tipe-p yang ada," kata Aukarasereenont. “Rasio hidup / mati lebih dari 10⁶ membuktikan bahwa bahan tersebut cocok untuk perangkat yang cepat dan hemat daya. "

Karya ini diterbitkan sebagai 'Semikonduktor tipe-p mobilitas tinggi dua dimensi β-TeO₂'diterbitkan di Nature Electronics (abstrak hanya tersedia tanpa pembayaran).

Menurut makalah tersebut, mobilitas lubang efek medan mencapai 232 cm²/ Vs pada suhu kamar, massa efektif lubang adalah 0.51 dan, dengan pendinginan hingga −50 ° C, mobilitas pembawa dapat ditingkatkan hingga 6,000 cm²/ Vs.

Peneliti armada dari RMIT, Australian National University Canberra dan University of New South Wales Kensington bekerja sama dengan Deakin University dan University of Melbourne.