Mønster på mindre kryds til ultratynde enheder

Gør hurtigere, mere kraftfuld elektronik kræver mindre, men stadig ensartede forbindelser, eller vejkryds, mellem forskellige materialer. For første gang, forskere skabte ekstremt små, 5 nanometer brede vejkryds, som blev lavet i et specifikt mønster ved hjælp af to forskellige plane, eller flad, halvledere. Den enkle proces til at skabe disse todimensionale kryds involverede selektiv eksponering af halvlederen for laser-fordampet materiale og kunne udvides til andre systemer.

Kontrollerbar skabelse af mønstrede halvlederforbindelser i tynde plane materialer kunne muliggøre ultratynd mikroelektronik til adskillige applikationer såsom i smartphones, næste generation af solceller, og belysning.

Forbindelser mellem todimensionelle (2D) halvledere kunne muliggøre næste generation af solceller, belysning, og elektronik. For eksempel, nuværende elektronik er afhængig af 10 nanometer brede krydsninger mellem forskellige halvledere i tredimensionelle (3D) krystaller. Kontrollerbare syntetiske metoder er nødvendige for at skabe smalle kryds mellem forskellige 2D -materialer. Nu, forskere ved Oak Ridge National Laboratory har udviklet en proces til at skabe disse kryds mellem forskellige 2D -halvledere i vilkårlige mønstre ved hjælp af standard elektronstråle litografiteknikker.

Enkelte lag af molybdændiselenid (MoSe2) krystaller mindre end en nanometer tykke blev først mønstret med en siliciumoxidmaske og derefter udsat for laserfordampet svovl. Svovlatomerne erstattede selenatomerne i de udsatte områder, selektiv omdannelse af MoSe2 til molybdændisulfid (MoS2). Kemisk kortlægning med Raman-spektroskopi bekræftede, at den kemiske omdannelse var ensartet. Atomopløsningselektronmikroskopi afslørede, at samlingerne mellem de forskellige halvledere kun var 5 nanometer brede. Mønster på sådanne skarpe knudepunkter kan lette en række ultratynde enheder fra fleksibel forbrugerelektronik til mere effektive solceller.