Los investigadores están buscando componentes pequeños que funcionen de manera confiable en configuraciones electrónicas cada vez más estrechas. Los elementos prometedores incluyen los compuestos químicos seleniuro de indio y seleniuro de galio. Como capas ultrafinas, forman semiconductores bidimensionales. Hasta ahora, apenas tienense utilizan porque se degradan cuando entran en contacto con el aire. Una nueva técnica permite que el material sensible se integre en componentes electrónicos sin perder sus propiedades deseadas.
Los componentes electrónicos del mañana serán cada vez más pequeños que los que conocemos hoy en día. Los investigadores están buscando componentes pequeños que funcionen de manera confiable en configuraciones cada vez más estrechas. Los elementos prometedores incluyen los compuestos químicos seleniuro de indio InSe y seleniuro de galio GaSe.de capas ultrafinas, forman semiconductores bidimensionales 2D. Pero, hasta ahora, apenas se han utilizado porque se degradan cuando entran en contacto con el aire durante la fabricación. Ahora, una nueva técnica permite el material sensiblepara integrarse en componentes electrónicos sin perder sus propiedades deseadas. El método, que se ha descrito en la revista Materiales e interfaces aplicados por ACS , fue desarrollado por Himani Arora, un candidato a doctorado en física en el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf HZDR.
"Logramos hacer transistores encapsulados basados en seleniuro de indio y seleniuro de galio", informa el Dr. Artur Erbe, jefe del grupo "Transporte en nanoestructuras" del Instituto de Investigación de Física y Materiales del Haz Iónico del HZDR. "La técnica de encapsulación protege elcapas sensibles a impactos externos y preserva su rendimiento ". Para la encapsulación, los científicos usan nitruro de boro hexagonal hBN. Es ideal para este propósito porque puede formarse en una capa delgada y también es inerte, por lo que no responde asu entorno
El seleniuro de indio y galio se considera candidatos prometedores para diversas aplicaciones en áreas como la electrónica de alta frecuencia, la optoelectrónica y la tecnología de sensores. Estos materiales pueden convertirse en películas en forma de escamas de solo 5 a 10 capas atómicas de espesor que pueden usarse paraProducir componentes electrónicos de dimensiones extremadamente pequeñas.
Durante la encapsulación, las escamas 2D están dispuestas entre dos capas de nitruro de boro hexagonal y, por lo tanto, completamente cerradas. La capa superior de hBN es responsable del aislamiento exterior, la inferior para mantener la distancia al sustrato. La técnica fue desarrollada originalmente por el grupode James Hone en la Universidad de Columbia en Nueva York, donde Himani Arora lo aprendió durante una visita de investigación. Posteriormente, el estudiante de doctorado continuó trabajando en el tema en la NanoNet de la Escuela Internacional de Investigación Helmholtz IHRS del HZDR.
Aplicación de contactos sin litografía
Uno de los desafíos particularmente grandes planteados por la técnica de encapsulación fue aplicar contactos externos a los semiconductores. El método habitual de deposición por evaporación usando una fotomasca no es adecuado porque durante este proceso los materiales sensibles entran en contacto tanto con productos químicos como conpor lo tanto, los investigadores del HZDR emplearon una técnica de contacto sin litografía que involucra electrodos metálicos hechos de paladio y oro incrustados en papel de hBN. Esto significa que la encapsulación y el contacto eléctrico con la capa 2D debajo se pueden lograr simultáneamente.
"Para producir los contactos, el patrón de electrodo deseado se graba en la capa de hBN para que los agujeros creados se puedan llenar con paladio y oro por medio de la evaporación del haz de electrones", explica Himani Arora. "Luego se lamina el hBNpapel de aluminio con los electrodos en la escama 2D ". Cuando hay varios contactos en una oblea hBN, se puede hacer y medir el contacto con varios circuitos. Para una aplicación posterior, los componentes se apilarán en capas".
Como lo han demostrado los experimentos, la encapsulación completa con nitruro de boro hexagonal protege las capas 2D de la descomposición y degradación y garantiza la calidad y la estabilidad a largo plazo. La técnica de encapsulación desarrollada en HZDR es robusta y fácil de aplicar a otros materiales 2D complejos.abre nuevos caminos para estudios fundamentales, así como para integrar estos materiales en aplicaciones tecnológicas. Los nuevos semiconductores bidimensionales son baratos de producir y se pueden utilizar para diversas aplicaciones, como detectores que miden las longitudes de onda de la luz.ser como acopladores entre la luz y la corriente electrónica generando luz o cambiando los transistores con luz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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