Grafen kvanteprikker til enkeltelektrontransistorer

Forskere fra Higher School of Economics, Manchester University, Ulsan National Institute of Science &Technology og Korea Institute of Science and Technology har udviklet en ny teknologi, der kombinerer fremstillingsprocedurerne for plane og vertikale heterostrukturer for at samle grafenbaserede enkeltelektrontransistorer af fremragende kvalitet.

Denne teknologi kunne udvide omfanget af forskning i todimensionelle materialer betydeligt ved at indføre en bredere platform til undersøgelse af forskellige enheder og fysiske fænomener. Manuskriptet er udgivet som en artikel i Naturkommunikation .

I undersøgelsen, det blev påvist, at højkvalitets grafen kvanteprikker (GQD'er), uanset om de blev bestilt eller tilfældigt fordelt, kunne med succes syntetiseres i en matrix af monolag hexagonal bornitrid (hBN). Her, væksten af ​​GQD'er i laget af hBN blev vist at blive understøttet katalytisk af platin (Pt) nanopartikler fordelt mellem hBN og understøttende oxideret silicium (SiO) ₂ ) oblat, når hele strukturen blev behandlet af varmen i metangassen (CH4). På grund af den samme gitterstruktur (sekskantet) og lille gittermismatch (~1,5 procent) af grafen og hBN, grafenøer vokser i hBN med passiverede kanttilstande, derved giver anledning til dannelsen af ​​fejlfrie kvanteprikker indlejret i hBN-monolaget.

Sådanne plane heterostrukturer inkorporeret ved hjælp af standard tør-transfer som mellemlag i den regulære struktur af vertikale tunneltransistorer blev undersøgt gennem tunnelspektroskopi ved lave temperaturer (3He, 250mK). Undersøgelsen viste det sted, hvor veletablerede fænomener af Coulomb-blokaden for hver grafenkvanteprik manifesterer sig som en separat enkelt elektrontransmissionskanal.

"Selvom den enestående kvalitet af vores enkeltelektrontransistorer kunne bruges til udviklingen af ​​fremtidens elektronik, " forklarer undersøgelsens medforfatter Davit Ghazaryan, lektor ved HSE-Fysisk Fakultet, og forskningsstipendiat ved Institute of Solid State Physics (RAS). "Dette arbejde er mest værdifuldt fra et teknologisk synspunkt, da det foreslår en ny platform til undersøgelse af fysiske egenskaber af forskellige materialer gennem en kombination af plane og van der Waals heterostrukturer."