Afklaring af en ny syntesemekanisme af halvlederatomark

I Japan Science and Technology Agencys strategiske grundforskningsprogrammer, Lektor Toshiaki Kato og professor Toshiro Kaneko fra Institut for Elektronikteknik, Ingeniørskolen, Tohoku University lykkedes med at afklare en ny syntesemekanisme vedrørende transition metal dichalcogenides (TMD), som er halvleder atomark med tykkelse i atomar orden.

Fordi det er svært direkte at observere aspekter af vækstprocessen af ​​TMD i et særligt miljø, den indledende vækstproces forblev uklar, og det har været ønskeligt at belyse en detaljeret syntesemekanisme for at opnå højkvalitets TMD.

En in-situ observationssyntesemetode er blevet udviklet af vores forskergruppe for at undersøge vækstaspektet af TMD som et optisk realtidsbillede i en speciel højtemperaturatmosfære på omkring 800°C i nærvær af ætsende gasser. Ud over, et syntesesubstrat, som er en mekanisme til at kontrollere diffusion under krystalvæksten af ​​en precursor, er udviklet på forhånd; yderligere, det er blevet afklaret, at den voksende precursor diffunderer en afstand omkring 100 gange større end i konventionelle halvledermaterialer. Det blev også påvist, at nukleering forekommer på grund af involvering af precursoren i en dråbetilstand. Desuden, ved at bruge denne metode, en storstilet integration af mere end 35, 000 monolags enkeltkrystal atomark er blevet opnået på et substrat i praktisk skala (figur 1).

Ved at bruge resultaterne af den nuværende forskning, den storstilede integration af tykke halvleder-atomplader af atomart orden kan fremstilles og forventes at blive brugt i praksis inden for næste generations fleksibel elektronik.