Een team van onderzoekers van de University of South Florida en Florida State University heeft een éénpotssynthesetechniek ontwikkeld voor het creëren van 2-D multi-junction heterostructuren. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , het team beschrijft hun techniek en waarom ze denken dat deze nuttig zal zijn voor het bouwen van toekomstige hogesnelheidselektronica en opto-elektronische apparaten. Weijie Zhao en Qihua Xiong van de Nanyang Technological University in Singapore bieden in hetzelfde tijdschriftnummer een News and Views-artikel aan waarin het werk van het team in Florida wordt geschetst.

Terwijl wetenschappers de mogelijke voordelen en toepassingen van 2D-halfgeleiders blijven bestuderen, ze hebben ontdekt dat ze ook heterostructuren moeten bestuderen - kleine structuren die dienen als interfaces tussen 2D-halfgeleiders en andere 2D-halfgeleiders. Voorafgaand onderzoek heeft de opties beperkt tot verticale of laterale heterostructuren. De huidige eenstapsmethoden voor het creëren van laterale heterostructuren missen flexibiliteit - ze kunnen slechts één type heterostructuur produceren - en tweestaps (of meerstaps) methoden omvatten het maken van veel wijzigingen aan voorlopers en reactiekamers, waardoor ze moeilijk uit te voeren zijn. In deze nieuwe poging het team in Florida heeft een manier gevonden om meerdere soorten heterostructuren te creëren met behulp van een éénpotstechniek waarmee verschillende stappen in een enkele reactiekamer kunnen worden uitgevoerd.

De nieuwe aanpak, zoals Zhao en Xiong opmerken, is gebaseerd op chemische dampafzetting - ze stellen een substraat bloot aan een gasvormige voorloper, die heterostructuren deponeert als onderdeel van een reactieproces. De nieuwe techniek maakt gebruik van een draaggas om overgangsmetaal dichalcogeniden, algemeen geschreven als MX ₂ , in contact komen met het substraat, in dit geval 2-D MoX ₂ en WX ₂ . Verder, ze ontdekten dat de heterostructuren die waren gegroeid als gevolg van de reacties in de kamer, konden worden verwisseld door het dragergas te veranderen. Deze benadering produceerde meerdere soorten heterostructuren in een enkele reactiekamer. De groep bekeek hun resultaten met transmissie-elektronenmicroscopie met hoge resolutie om er zeker van te zijn dat de heterostructuren groeiden zoals verwacht, en melden dat ze dat hebben gedaan. Ze voerden ook spectroscopische analyses uit van hun werk om aan te tonen dat de verbindingen op een reproduceerbare manier waren gemaakt. Vervolgens maakten ze primitieve elektrische apparaten om te laten zien dat ze werkten zoals bedoeld.

Zhao en Xiong merken op dat, omdat hun techniek relatief eenvoudig is, het lijkt erop dat hun aanpak het potentieel heeft om nuttig te zijn bij het vervaardigen van gewenste apparaten, waaronder flexibele elektronica.

© 2018 Fys.org