Wetenschap
Geavanceerde transistortechnologie met drievoudig gedegenereerd halfmetaal PtBi₂
Ondanks zijn veelbelovende eigenschappen in de fysica van de gecondenseerde materie, is het drievoudig gedegenereerde halfmetaal PtBi2 is grotendeels onontgonnen in praktische toepassingen, vooral in de halfgeleidertechnologie. De belangrijkste problemen zijn onder meer een gebrek aan empirische gegevens over de integratie van PtBi2 met bestaande halfgeleidercomponenten en de behoefte aan innovatieve benaderingen om de unieke eigenschappen ervan, zoals hoge stabiliteit en mobiliteit, te benutten binnen de beperkingen van de huidige elektronische productieprocessen.
Het aanpakken van deze uitdagingen zou nieuwe mogelijkheden kunnen ontsluiten in het transistorontwerp en bredere halfgeleidertoepassingen, waardoor het van cruciaal belang wordt om de praktische toepasbaarheid van PtBi2 te onderzoeken. in de echte elektronica.
Een onderzoeksteam van het Songshan Lake Materials-laboratorium heeft met succes PtBi2 gebruikt schilfert als tussenlaagcontact tussen metaalelektroden (Au) en WS2 , een veel bestudeerde halfgeleider. Deze methode verbeterde de prestaties van de transistor aanzienlijk, waardoor een schakelverhouding van meer dan 10 6 werd bereikt en een gemiddelde mobiliteit van 85 cm²V⁻¹s⁻¹, waardoor wordt voldaan aan de strenge eisen van toepassingen met geïntegreerde schakelingen en deze mogelijk zelfs worden overtroffen.
Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Materials Futures .
Toekomstig onderzoek staat klaar om diverse PtBi2 te onderzoeken -gebaseerde apparaatarchitecturen, gericht op het optimaliseren van de wisselwerking tussen apparaatminiaturisatie en verbeterde prestaties. Gezien de veelbelovende elektronische eigenschappen, toepassing van PtBi2 zou zich verder kunnen uitstrekken dan traditionele transistors tot opto-elektronische en spintronische apparaten.
"PtBi2 onderscheidt zich door zijn unieke elektronische structuur, uitzonderlijke luchtstabiliteit en het vermogen om van der Waals-contacten te vergemakkelijken, wat het fabricageproces van het apparaat vereenvoudigt en leidt tot stabiele apparaatprestaties op de lange termijn”, legt prof. Lin uit, een van de hoofdonderzoekers van de studie.
"Dit materiaal vermindert niet alleen de Schottky-barrière, wat een veel voorkomende uitdaging is in de transistortechnologie, maar vermijdt ook het Fermi-pinning-effect dat optreedt tijdens metaalafzetting."
Een van de meest opvallende aspecten van het onderzoek is het gebruik van een niet-destructieve Van der Waals-overdrachtstechniek, die de integriteit van de materialen en interfaces handhaaft. De onderzoekers geloven dat deze methode een nieuw pad zal bieden om nieuwe materialen in halfgeleidertechnologie te integreren.
De bevindingen zullen naar verwachting brede implicaties hebben voor de halfgeleiderindustrie en een nieuw materiaalplatform bieden voor de ontwikkeling van energiezuinigere elektronische apparaten met hoge functionaliteit. Het team is optimistisch over de toekomstige toepassingen van PtBi2 , niet alleen in transistors, maar ook in opto-elektronische en spintronische apparaten.