Chất bán dẫn oxit loại p nhanh chóng được đưa vào cuộc sống với kim loại lỏng

Cập nhật: ngày 9 tháng 2023 năm XNUMX

Chất bán dẫn oxit loại p nhanh chóng được đưa vào cuộc sống với kim loại lỏng

Beta-tellurite hai chiều là Semiconductor, lắng đọng bằng cách lăn một hạt Tellurium và selen nóng chảy trên bề mặt.

Trưởng nhóm Torben Daeneke thuộc Trung tâm Arc xuất sắc trong công nghệ điện tử năng lượng thấp trong tương lai ('Hạm đội') cho biết: “Oxit loại p có tính di động cao này lấp đầy khoảng trống quan trọng trong quang phổ vật liệu để tạo ra các mạch nhanh, trong suốt”.

Vào năm 2018, một nghiên cứu tính toán đã tiết lộ rằng oxit beta-tellurite (β-TeO2) là một ứng cử viên oxit loại p, với vị trí đặc biệt của Tellurium trong bảng tuần hoàn, theo Đại học RMIT, cung cấp oxit của nó với các đặc tính hữu ích độc đáo - Hạm đội là một tổ chức bảo trợ, mà Đại học RMIT (Viện Hoàng gia Melbourne của công nghệ Đại học) là một người đóng góp.

Torben Daeneke, một điều tra viên của Hạm đội cho biết: “Dự đoán này đã khuyến khích nhóm của chúng tôi tại Đại học RMIT khám phá các đặc tính và ứng dụng của nó.

Nhóm của Daeneke đã chứng minh sự phân lập của beta-tellurite bằng một kỹ thuật tổng hợp được phát triển tùy chỉnh dựa trên hóa học kim loại lỏng.

Tổng hợp bao gồm việc lăn một hỗn hợp nóng chảy của tellurium và selen trên một bề mặt - trong trường hợp này là một tấm silicon bị oxy hóa.

Ôxy xung quanh trong không khí tự nhiên tạo thành một lớp ôxít bề mặt mỏng của beta-tellurite trên giọt, và lớp ôxít này dính vào bề mặt khi giọt được lăn.

Nhà nghiên cứu Patjaree Aukarasereenont của RMIT cho biết: “Quá trình này tương tự như vẽ: bạn sử dụng một thanh thủy tinh làm bút và kim loại lỏng là mực của bạn.

Selen ở trong hỗn hợp nóng chảy để hạ nhiệt độ nóng chảy của nó - Tellurium nguyên chất ở thể rắn cho đến> 500 ° C, trong khi pha β mong muốn của Tellurite chỉ phát triển ở <300 ° C.

Kết quả là một tấm Tellurite dày 1.5nm - chỉ có vài nguyên tử - trong suốt trên quang phổ nhìn thấy được vì dải tần là 3.7eV.

FET được chế tạo từ vật liệu này cho thấy chuyển mạch kiểu p với độ linh động của lỗ ~ 140cm2/ Vs “cho thấy beta-tellurite nhanh hơn từ mười đến một trăm lần so với chất bán dẫn oxit loại p hiện có,” Aukarasereenont cho biết. “Tỷ lệ bật / tắt trên 106 chứng minh rằng vật liệu phù hợp với các thiết bị tiết kiệm điện, tốc độ nhanh. ”

Công trình được công bố là 'Bán dẫn β-TeO hai chiều loại p có độ linh động cao2'được xuất bản trên tạp chí Nature Electronics (chỉ có bản tóm tắt mà không cần thanh toán).

Theo bài báo, độ di động của lỗ hiệu ứng trường lên đến 232 cm2/ Vs ở nhiệt độ phòng, khối lượng hiệu dụng của lỗ là 0.51 và bằng cách làm lạnh đến −50 ° C, độ linh động của hạt tải điện có thể tăng lên 6,000cm2/ Vs.

Các nhà nghiên cứu hạm đội từ RMIT, Đại học Quốc gia Úc Canberra và Đại học New South Wales Kensington đã làm việc với Đại học Deakin và Đại học Melbourne.