Semikonduktor oksida jenis p cepat dilancarkan ke dalam kehidupan dengan logam cair

Beta-Tellurite dua dimensi adalah Semikonduktor, didepositkan dengan menggulung seberkas Tellurium cair dan selenium melintasi substrat.

"Oksid jenis p mobiliti tinggi ini mengisi jurang penting dalam spektrum bahan untuk membolehkan litar yang cepat dan telus," kata ketua pasukan Torben Daeneke dari Pusat Kecemerlangan Arka dalam Teknologi Elektronik Bertenaga Rendah Masa Depan ('Armada')

Pada tahun 2018, sebuah kajian komputasi mendedahkan bahawa oksida beta-Tellurite (β-TeO₂) adalah calon oksida jenis-p, dengan tempat khas Tellurium dalam jadual berkala, menurut RMIT University, menyediakan oksida dengan sifat unik yang berguna - Armada adalah organisasi payung, yang mana Universiti RMIT (Royal Melbourne Institute of teknologi Universiti) adalah penyumbang.

"Ramalan ini mendorong kumpulan kami di Universiti RMIT untuk meneroka sifat dan aplikasinya," kata Torben Daeneke, seorang penyelidik sekutu Fleet.

Pasukan Daeneke menunjukkan pengasingan beta-Tellurite dengan teknik sintesis yang dikembangkan khas yang bergantung pada kimia logam cair.

Sintesis melibatkan penggulungan campuran cair Tellurium dan selenium di atas permukaan - wafer silikon teroksidasi dalam kes ini.

Oksigen ambien di udara secara semula jadi membentuk lapisan oksida permukaan tipis beta-Tellurite pada titisan, dan lapisan oksida ini melekat pada permukaan ketika titisan digulung.

"Prosesnya serupa dengan melukis: anda menggunakan batang kaca sebagai pen dan logam cair adalah dakwat anda," kata penyelidik RMIT, Patjaree Aukarasereenont.

Selenium berada dalam campuran lebur untuk menurunkan titik leburnya - Tellurium tulen padat hingga> 500 ° C, sementara fasa-β Tellurite yang diinginkan hanya tumbuh pada suhu <300 ° C.

Hasilnya adalah lembaran Tellurite setebal 1.5nm - hanya beberapa atom - yang telus melintasi spektrum yang dapat dilihat kerana bandgap adalah 3.7eV.

FET yang dibuat dari bahan menunjukkan peralihan jenis p dengan pergerakan lubang ~ 140cm²/ Vs "menunjukkan bahawa beta-Tellurite adalah sepuluh hingga seratus kali lebih cepat daripada semikonduktor oksida jenis p yang ada," kata Aukarasereenont. “Nisbah hidup / mati lebih dari 10⁶ membuktikan bahawa bahan tersebut sesuai untuk peranti pantas dan cekap kuasa. "

Karya ini diterbitkan sebagai 'High-mobility p-type semiconducting two-dimensional β-TeO₂'diterbitkan dalam Nature Electronics (abstrak hanya tersedia tanpa pembayaran).

Menurut makalah itu, mobiliti lubang kesan medan hingga 232 cm²/ Vs pada suhu bilik, jisim efektif lubang adalah 0.51 dan, dengan penyejukan hingga −50 ° C, mobiliti pembawa dapat ditingkatkan hingga 6,000cm²/ Vs.

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