시트에서 스택까지, 새로운 나노구조는 첨단 전자공학의 도약을 약속합니다.
스태프 작가에 의해
일본 도쿄(SPX) 24년 2023월 XNUMX일
Tokyo Metropolitan University의 과학자들은 평면에서 만나 접합을 형성하는 전이 금속 디칼코게나이드의 다층 나노구조를 성공적으로 설계했습니다. 그들은 니오븀 도핑된 이황화 몰리브덴 조각의 가장자리에서 이황화 몰리브덴의 다층 구조 층을 성장시켜 두껍고 결합된 평면 이종 구조를 생성했습니다. 그들은 이것이 초저전력 소모를 갖는 집적 회로의 구성 요소인 새로운 터널 전계 효과 트랜지스터(TFET)를 만드는 데 사용될 수 있음을 시연했습니다.
전계 효과 트랜지스터(FET)는 거의 모든 디지털 회로의 중요한 빌딩 블록입니다. 그들은 통과하는 전압에 따라 전류의 통과를 제어합니다. 금속 산화물 반도체 FET(또는 MOSFET)가 오늘날 사용되는 대부분의 FET를 형성하지만, 더 적은 전력을 사용하여 점점 더 까다로워지고 콤팩트한 장치를 구동하기 위한 차세대 재료를 찾고 있습니다.
이것은 터널링 FET(또는 TFET)가 들어오는 곳입니다. TFET는 양자 역학 효과로 인해 전자가 일반적으로 통과할 수 없는 장벽을 통과할 수 있는 효과인 양자 터널링에 의존합니다. TFET는 훨씬 적은 에너지를 사용하고 기존 FET에 대한 유망한 대안으로 오랫동안 제안되었지만 과학자들은 아직 확장 가능한 형태로 기술을 구현하는 방법을 제시하지 못했습니다.
Yasumitsu Miyata 부교수가 이끄는 Tokyo Metropolitan University의 과학자 팀은 전이 금속과 16족 원소의 혼합물인 전이 금속 디칼코게나이드에서 나노 구조를 만드는 작업을 해왔습니다. 전이 금속 디칼코게나이드(TMDC, XNUMX개의 칼코겐 원자와 XNUMX개의 금속 원자)는 TFET를 생성하기 위한 우수한 후보 물질입니다. 그들의 최근 성공으로 그들은 전례 없는 길이에 걸쳐 결정질 TMDC 시트의 단일 원자 두꺼운 층을 함께 꿰맬 수 있게 되었습니다.
이제 그들은 TMDC의 다층 구조에 관심을 돌렸습니다. 화학기상증착(CVD) 기술을 사용함으로써 그들은 기판에 장착된 적층된 결정면의 가장자리에서 다른 TMDC를 성장시킬 수 있음을 보여주었다. 결과는 여러 층 두께의 면내 접합이었습니다. TMDC 접합에 대한 기존 작업의 대부분은 서로 위에 쌓인 단층을 사용합니다. 면내 접합의 뛰어난 이론적 성능에도 불구하고 이전의 시도로는 TFET 작동에 필요한 높은 정공 및 전자 농도를 실현할 수 없었기 때문입니다.
이셀레나이드 텅스텐에서 성장한 이황화 몰리브덴을 사용하여 기술의 견고성을 입증한 후, 그들은 p형 반도체인 니오븀 도핑 이황화 몰리브덴으로 관심을 돌렸습니다. n형 반도체인 도핑되지 않은 이황화 몰리브덴의 다층 구조를 성장시켜 전례 없이 높은 캐리어 농도를 갖는 TMDC 사이의 두꺼운 pn 접합을 구현했습니다. 또한, 그들은 접합부가 음의 차동 저항(NDR) 경향을 보였으며, 여기서 전압의 증가는 점점 더 적은 전류 증가로 이어지며, 이는 터널링의 주요 특징이자 이러한 나노 물질이 TFET로 들어가는 중요한 첫 단계입니다.
팀에서 사용하는 방법은 또한 넓은 영역에 걸쳐 확장 가능하므로 회로 제조 중에 구현하기에 적합합니다. 이것은 미래의 응용 분야에 적용될 수 있기를 희망하는 현대 전자 장치를 위한 흥미진진한 새로운 개발입니다.
연구 보고서:고급 전자 장치를 위한 전이 금속 디칼코게나이드 기반의 다층 면내 헤테로구조
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- 출처: https://www.spacedaily.com/reports/From_sheets_to_stacks_new_nanostructures_promise_leap_for_advanced_electronics_999.html
