Ren dopingstrategi giver mere responsive fototransistorer

Biblioteket af todimensionelle (2D) lagdelte materialer bliver ved med at vokse, fra grundlæggende 2D-materialer til metalchalcogenider. I modsætning til deres bulk-modstykker har 2D lagdelte materialer nye funktioner, der tilbyder et stort potentiale i næste generations elektronik- og optoelektronikenheder.

Dopingteknik er en vigtig og effektiv måde at kontrollere de ejendommelige egenskaber ved 2D-materialer til anvendelse i logiske kredsløb, sensorer og optoelektroniske enheder. Der skal dog bruges yderligere kemikalier under dopingprocessen, som kan forurene materialerne. Teknikkerne er kun mulige ved specifikke trin under materialesyntese eller enhedsfremstilling.

I et nyt papir udgivet i eLight , et team af videnskabsmænd ledet af professor Han Zhang fra Shenzhen University og professor Paras N Prasad fra University of Buffalo studerede implementeringen af ​​neutrontransmutationsdoping for at manipulere elektronoverførsel. Deres papir med titlen har demonstreret ændringen for første gang.

Neutrontransmutationsdoping (NTD) er en kontrollerbar in-situ substitutionsdopingmetode, der udnytter de nukleare reaktioner af termiske neutroner med kernerne af atomerne i halvledere. Det giver en ny måde at dope 2D-materialer med vilje uden ekstra reagenser. NTD kan indføres i ethvert trin under fremstillingen af ​​2D-materiale-baserede enheder, eller endda brugt post-fabrikation.

NTD blev med succes udviklet i 1975 til bulk-halvledere som Si, galliumphosphid (GaP) og indiumphosphid (InP). I 1991 kunne de tin(Sn)-relaterede lavvandede donorer introduceres ensartet i bulk indium selenid (InSe) krystal ved NTD. Den yderligere forbedring af ydeevnen af ​​de 2D lagdelte InSe-baserede fotodetektorer er begrænset af den lave bærertæthed af den doterede InSe. Det ville være fascinerende, hvis 2D lagdelte InSe-baserede fotodetektorydelser kunne manipuleres og optimeres via NTD's "rene" metode.

Forskerholdet indså dopingen af ​​2D lagdelt InSe via NTD for første gang. De indsnævrede med succes båndgabet og øgede elektronmobiliteten af ​​SN-doteret lagdelt InSe, hvilket afspejler en betydelig forbedring. De hævede felteffektelektronmobiliteten fra 1,92 cm ² V ^-1 s ^-1 til 195 cm ² V ^-1 s ^-1 . Samtidig blev fotodetektorens reaktionsevne forbedret med omkring halvtreds gange til 397 A/W.

Forskerholdet mener, at NTD har et enormt løfte for fremtiden for materialeforskning. Det bør muliggøre betydelige nye muligheder inden for materialebaserede teknologier. Under NTD-metoden kan dopingmidler kontrolleres strengt og introduceres til enhver tid, hvilket vil forbedre effektiviteten. Ved at dope på atomniveau kan forskere og industrier sikre, at dopingmidler placeres det helt rigtige sted og kende den præcise påvirkning af dopingmidlet på det sted. Endelig kunne NTD bruges til at beskytte mennesker, især når de føler gasser eller andre biologiske problemer. + Udforsk yderligere

Højtydende polarisationsfølsomme fotodetektorer på 2D-halvleder