(PhysOrg.com) -- Een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft een geheel nieuwe klasse van tweedimensionale halfgeleiders ontwikkeld, gemaakt van indiumarsenide. genaamd kwantummembranen, het nieuwe materiaal heeft een bandstructuur en kan worden omgezet van een bulkmateriaal naar een tweedimensionaal materiaal, gewoon door de grootte ervan te verkleinen. Het team, onder leiding van Ali Javey, hebben de resultaten van hun bevindingen gepubliceerd in Nano-letters .

Zogenaamde tweedimensionale halfgeleiders kunnen worden gemaakt vanwege iets dat kwantum opsluiting, dat is waar de elektronische en optische eigenschappen van een materiaal veranderen naarmate de steekproefomvang tot een bepaalde mate van kleinheid groeit; in dit geval, tot ongeveer 10nm of minder. Zij, in essentie, zijn beperkt tot het opereren in een tweedimensionale ruimte. Door hun unieke eigenschappen, ze kunnen worden gebruikt in zeer gespecialiseerde kwantumoptische en elektrische toepassingen. Tot nu toe, het meeste onderzoek naar deze unieke halfgeleiders heeft betrekking op het gebruik van materialen als grafeen. Javey en zijn team kiezen voor een andere aanpak, het creëren van kwantummembranen (QM's) uit banden van indiumarsenide

Het nieuwe en unieke aan de QM's is dat ze kunnen worden gebruikt als vrijstaand materiaal en dus kunnen worden gebruikt met een verscheidenheid aan substraten, in tegenstelling tot andere dergelijke structuren die op slechts één zijn gebaseerd.

Om de QM's te maken, het team kweekt het indiumarsenide eerst in een GaSb- en AlGaSb-substraat. Vervolgens modelleren ze de laag erop in elke gewenste vorm; dan wordt de onderste laag weggeëtst. De resterende indiumarsenidelaag wordt vervolgens verplaatst naar het gewenste substraat om het eindproduct te maken.

Om de effectiviteit van het resulterende product aan te tonen, het team bracht de optische eigenschappen van elke subband in kaart terwijl de dikte van de structuur als geheel werd gewijzigd. Ook, bij het testen van de elektrische eigenschappen van het nieuwe materiaal, ze ontdekten dat elektronenmobiliteit niet afhing van het veld dat werd toegepast, behalve in het geval van zeer hoge velden, wat natuurlijk heel anders is dan conventionele halfgeleiders.

Naast het toevoegen van een nieuw materiaal aan de bank die beschikbaar is voor onderzoekers bij het gebruik van halfgeleidermaterialen, de resultaten van dit werk geven ook inzicht in hoe structureel beperkte materialen werken, wat zou kunnen leiden tot meer materialen met werkelijk unieke eigenschappen.

© 2011 PhysOrg.com