(Phys.org)—Een team van onderzoekers van de Cornell University heeft een techniek ontwikkeld die het mogelijk maakt om halfgeleidende films van 3 atomen dik op wafels te laten groeien, tot 10 centimeter in doorsnee. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , het team beschrijft hun techniek en de manieren waarop deze kunnen worden gebruikt om ultrakleine circuits te maken. Tobin Marks en Mark Hersam van de Northwestern University bieden een News &Views-perspectiefstuk over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer.

Terwijl het zoeken naar manieren blijft om steeds kleinere circuits te creëren, onderzoekers hebben zich gewend tot wat bekend staat als 2D-materialen, degenen die slechts een atoom dik zijn - die op dit punt, lijkt een fysieke grens te zijn. Het testen van dergelijke materialen is vruchtbaar gebleken en wetenschappers zijn ervan overtuigd dat binnenkort, ze zullen worden gebruikt in allerlei elektronische gadgets. Het ding dat ze nu overeind houdt, is een middel om ze massaal te produceren in afmetingen die groot genoeg zijn om bruikbaar te zijn, terwijl ze homogeen blijven over hun hele oppervlak (met ruimtelijke uniformiteit). In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben succes gevonden door een proces dat bekend staat als metaalorganische chemische dampafzetting (MOCVD) te wijzigen om twee soorten overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD's) te creëren:wolfraamdisulfide en molybdeendisulfide. Eén laag van het materiaal is drie atomen dik en is gemaakt zonder gebruik te maken van plakband, en in tegenstelling tot grafeen, het is een halfgeleider.

Het team creëerde hun films door ze te laten groeien op isolerend SiO ₂ substraten met behulp van een metaal-organische chemische dampdepositietechniek. Bij het maken van 200 van de films, ze vonden er slechts twee die niet goed functioneerden - een slagingspercentage van 99 procent. Bij het testen, de films bleken niet alleen uniform te zijn, maar qua prestaties vergelijkbaar met films die zijn gemaakt met de plakbandmethode. Ze merken op dat de sleutel tot succes was om elk van de ingrediënten uit gassen, waar elk molecuul slechts één atoom van het overgangsmetaal had. Het wijzigen van de gasdruk, ze merkten op dat ze de mate van concentratie van de ingrediënten en dus de groei van de film konden regelen.

De onderzoekers zijn van mening dat het grote formaat van de films het mogelijk moet maken om apparaten te maken die ze gebruiken, hoewel er meer werk zal moeten worden verzet om ervoor te zorgen dat de techniek het mogelijk maakt om films op andere oppervlakken te laten groeien, vooral degenen die flexibel zijn.

© 2015 Fys.org