Forskere udvikler kvantemembraner - en ny klasse af 2D-halvledere

(PhysOrg.com) - Et team af forskere, der arbejder fra University of California, Berkeley, har udviklet en helt ny klasse af todimensionelle halvledere lavet af indiumarsenid. Kaldes kvantemembraner, det nye materiale har en båndstruktur og kan forvandles fra et bulkmateriale til et todimensionelt, blot ved at reducere dens størrelse. Holdet, ledet af Ali Javey, har offentliggjort resultaterne af deres resultater i Nano bogstaver .

Såkaldte todimensionelle halvledere kan skabes på grund af noget, der hedder, kvante indespærring, hvilket er, hvor et materiales elektroniske og optiske egenskaber ændres, efterhånden som prøvestørrelsen vokser til en vis grad af lillehed; I dette tilfælde, til omkring 10nm eller mindre. De, i det væsentlige, er begrænset til at operere i et todimensionelt rum. På grund af deres unikke egenskaber, de kan bruges i højt specialiserede kvanteoptiske og elektriske applikationer. Indtil nu, mest forskning på disse unikke halvledere har involveret brug af sådanne materialer som grafen. Javey og hans team tager en anden tilgang, skabe kvantemembraner (QM'er) ud af bånd af indiumarsenid

Det nye og unikke ved QM'erne er, at de kan bruges som et fritstående materiale og dermed kan bruges med en række forskellige substrater, i modsætning til andre sådanne strukturer, som kun er baseret på en enkelt.

For at lave QM'erne, holdet dyrker først indiumarsenidet i et GaSb- og AlGaSb-substrat. De danner derefter laget på toppen til den form, der ønskes; så er bundlaget ætset væk. Det resterende indiumarsenidlag flyttes derefter til det ønskede substrat for at fremstille det endelige produkt.

For at vise effektiviteten af ​​det resulterende produkt, holdet kortlagde de optiske egenskaber af hvert underbånd, mens de ændrede tykkelsen af ​​strukturen som helhed. Også, ved afprøvning af det nye materiales elektriske egenskaber, de fandt ud af, at elektronmobilitet ikke afhang af det felt, der blev anvendt, undtagen i tilfælde af meget høje marker, hvilket naturligvis er ret anderledes end konventionelle halvledere.

Ud over at tilføje et nyt materiale til banken, der er tilgængeligt for forskere i brugen af ​​halvledermaterialer, resultaterne af dette arbejde giver også indsigt i, hvordan strukturelt begrænsede materialer fungerer, hvilket kan føre til flere materialer med helt unikke egenskaber.

© 2011 PhysOrg.com