液体金属で寿命を迎えた高速p型酸化物半導体

二次元ベータテルライトは 半導体、溶融テルルとセレンのビーズを基板全体に転がすことによって堆積します。

「この高移動度のp型酸化物は、材料スペクトルの重要なギャップを埋めて、高速で透明な回路を可能にします」と、将来の低エネルギーエレクトロニクス技術におけるArcセンター・オブ・エクセレンス（「フリート」）のチームリーダー、トーベン・デネケ氏は述べています。

2018年に、計算研究により、酸化物ベータテルライト（β-TeO₂）はp型酸化物の候補であり、RMIT大学によると、周期表でテルルの特異な位置を占め、酸化物に独自の有用な特性を提供しています。フリートは、RMIT大学（ロイヤルメルボルンインスティテュートオブ テクノロジー 大学）は寄稿者です。

「この予測により、RMIT大学の私たちのグループは、その特性と用途を探求するようになりました」と、艦隊の副研究員であるTorbenDaenekeは述べています。

Daenekeのチームは、液体金属化学に依存するカスタム開発された合成技術を使用して、ベータテルライトを分離することを実証しました。

合成では、テルルとセレンの溶融混合物を表面（この場合は酸化シリコンウェーハ）上で転がします。

空気中の周囲の酸素は、液滴上にベータテルライトの薄い表面酸化物層を自然に形成し、この酸化物層は、液滴が転がるときに表面に付着します。

「プロセスは描画に似ています。ガラス棒をペンとして使用し、液体金属をインクとして使用します」と、RMITの研究者であるPatjareeAukarasereenont氏は述べています。

セレンは融点を下げるために溶融混合物に含まれています。純粋なテルルは500°Cを超えるまで固体ですが、テルライトの望ましいβ相は300°C未満でしか成長しません。

その結果、バンドギャップが1.5eVであるため、可視スペクトル全体で透明な3.7nmの厚さのテルライトシート（わずか数原子）が得られます。

この材料から製造されたFETは、約140cmの正孔移動度を持つp型スイッチングを示しました。²/ Vsは、「ベータテルライトが既存のp型酸化物半導体よりも10倍からXNUMX倍速いことを示しています」とAukarasereenont氏は述べています。 「XNUMXを超えるオン/オフ比⁶ この材料が電力効率の高い高速デバイスに適していることを証明します。」

この作品は「高移動度p型半導体二次元β-TeO」として公開されています。₂'はNatureElectronicsに掲載されています（要約は支払いなしでのみ利用可能です）。

論文によると、電界効果の穴の移動度は最大232cmでした。²室温で/ Vs、穴の有効質量は0.51であり、-50°Cに冷却することにより、キャリアの移動度を6,000cmに高めることができました。²/対。

RMIT、オーストラリア国立大学キャンベラ、ニューサウスウェールズ大学ケンジントン校の研究者は、ディーキン大学およびメルボルン大学と協力しました。