Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Pierwszy na świecie dwuwymiarowy tranzystor FET

jacu007 05 Jun 2014 14:00 3267 3
  • Pierwszy na świecie dwuwymiarowy tranzystor FET Zespół naukowców z Berkeley Lab, wykorzystując trzy niezwykłe materiały – grafen, azotek boru oraz molibdenit – stworzył pierwszy na świecie w pełni dwuwymiarowy tranzystor FET. Tranzystory te są również pierwszymi z nowej klasy elementów elektronicznych, których poszczególne warstwy powiązane są poprzez oddziaływania van der Waalsa – te same siły, które wykorzystują gekony do chodzenia po tafli szkła. Odkrycie to, jak zapewniają naukowcy może przyśpieszyć stworzenie nowej szybkiej architektury do produkcji nowych urządzeń elektronicznych.

    Jak powszechnie wiadomo grafen, choć jest jednam z najwytrzymalszych materiałów i cechuje się doskonałą przewodnością, nie posiada przerwy energetycznej, której obecność pozwala sterować przepływem elektronów w półprzewodnikach. Oznacza to, że sam jest bezużyteczny do tworzenia tranzystorów. Istnieje jednak grupa innych jednowarstwowych (o grubości jednego atomu) materiałów, które posiadają doskonałą przerwę energetyczną, tak aby mogły pracować w strukturze tranzystora. Jeden z takich materiałów molibdenit, został wykorzystany w nowej konstrukcji, tworząc z grafenem pierwszy na świecie tranzystor FET 2D.

    W rezultacie powstała struktura gruba na sześć atomów. W tym nowym tranzystorze grafen został wykorzystany do stworzenia złączy bramki, źródła i drenu, heksagonalna odmiana azotku borku pracuje jako izolator bramki a molibdenit został umieszczony w miejscu bramki. Każda z warstw, będąca pojedynczą strukturą krystaliczną jest połączona z innymi poprzez oddziaływania van der Waalsa – silne oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy atomami w cząsteczkach (w odróżnieniu do tradycyjnie wykorzystywanych wiązań kowalencyjnych).

    Jak już to miało miejsce wcześniej w Berkeley Lab, nowe tranzystory zostały wykonane metodą mikro-mechanicznego złuszczania, czyli tak naprawdę odrywania jednoatomowych warstw za pomocą taśmy klejącej. Warstwy grafenu, h-BN, oraz molibdenitu, zostały nałożone na podłoże z wafla krzemowego a następnie metodą standardowej litografii połączone w funkcjonalny układ tranzystora. Nowe tranzystory FET 2D cechują się bardzo dobrym poziomem prądów wyłączenia i co ciekawsze ruchliwością elektronów, która nie zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Połączenie tych dwóch cech może dać w przyszłości możliwość stworzenia bardzo szybkiej elektroniki.

    „Konstrukcja naszego tranzystora FET 2D, w której każdy element jest zbudowany z warstwy atomów połączonych ze sobą poprzez oddziaływania van der Waalsa, dała możliwość stworzenia struktur, w których nie występują typowe dla tradycyjnych konstrukcji FET niedopasowania w strukturze krystalicznej na poziomie atomowym. Skutkują one zwykle zmniejszeniem ruchliwości nośników.”, powiedział Ali Javey, profesor Berkeley Lab’s Materials Sciences Division.

    Idąc dalej Javey wraz ze swoimi współpracownikami staje przed stałym problemem związanym z badaniami nad materiałami dwuwymiarowymi. Jak przenieść odkrycia dokonane w laboratorium na przemysłową skalę produkcji? Biorąc jednak pod uwagę ostatnie rozwiązania na masową produkcję grafenu, nie trzeba będzie na to długo czekać.

    Źródła:
    http://www.extremetech.com/extreme/183653-the...istor-could-be-the-future-of-fast-electronics
    http://www.ecnmag.com/news/2014/06/2d-transistors-promise-faster-electronics-future

    Cool! Ranking DIY
    [30.03.2021, darmowy webinar] Nowoczesna diagnostyka maszyn, monitorowanie i przewidywanie awarii. Zarejestruj się
    About Author
    jacu007
    Level 22  
    Offline 
    Has specialization in: systemy mikroprocesorowe, raspberry pi
    jacu007 wrote 688 posts with rating 74, helped 0 times. Live in city Dąbrowa Górnicza. Been with us since 2007 year.
  • TermopastyTermopasty
  • #2
    bambus94
    Level 25  
    jacu007 wrote:
    tranzystor FET 2D.

    jacu007 wrote:
    W rezultacie powstała struktura gruba na sześć atomów.


    Nawet gdyby miał grubość jednej warstwy atomów to miałby wszystkie 3 wymiary. Więc ściśle rzecz ujmując jest to 3D, ale dla normalnego zjadacza chleba 6 atomów to jest nic, czyli prawie 2D.
  • TermopastyTermopasty
  • #3
    dragonn
    Level 11  
    bambus94 wrote:
    jacu007 wrote:
    tranzystor FET 2D.

    jacu007 wrote:
    W rezultacie powstała struktura gruba na sześć atomów.


    Nawet gdyby miał grubość jednej warstwy atomów to miałby wszystkie 3 wymiary. Więc ściśle rzecz ujmując jest to 3D, ale dla normalnego zjadacza chleba 6 atomów to jest nic, czyli prawie 2D.

    W tym przypadku mówiąc od 2D chodzi raczej o to że warstwy te są faktycznie płaskie i żadna z nich nie zachodzi na drugą czy podobnie. Nie ma żadnej struktury widocznej w przekroju tylko i wyłącznie te warstwy, jeśli porównamy to z typowym tranzystorem FET/MOSFET to dobrze widać o czym mowa.
  • #4
    _jta_
    Electronics specialist
    jacu007 w #1 wrote:
    których poszczególne warstwy powiązane są poprzez oddziaływania van der Waalsa – te same siły, które wykorzystują gekony do chodzenia po tafli wody
    Gekony potrafią chodzić nie po wodzie, a po szkle - w szczególności, po poziomo ułożonej szybie od spodu. Pokazywali na filmie, jak gekon chodzi po szklanym suficie, a stojący na podłodze kot żałośnie miauczy, bo widzi gekona, ma na niego apetyt, ale nie potrafi tam wejść.