2D材料在研发实验室中得到重视，特别是MoS2 fet;山谷电子学吸引了人们的兴趣，因为它将载流子引入山谷;将二维材料混合成一个原子厚度的层。
二硫化钼场效应晶体管
二维材料在研发实验室中越来越受欢迎。二维材料包括石墨烯、氮化硼(BN)和过渡金属二卤属化合物(TMDs)。其中一种TMD，二硒化钼(MoS2)，是未来场效应晶体管(fet)中极具吸引力的材料。
MoS2具有多种特性，包括非零带隙、原子尺度厚度和原始界面。基于MoS2的所谓的少层(FL) FET具有良好的静电性能，但该技术的移动性也存在问题。
加州大学圣巴巴拉分校和圣母大学设计了一种具有良好迁移率的高性能FL-MoS2场效应晶体管。该设备的接触电阻约为0.8 kΩ。μm，接近基于cmos的金属-硅触点的值。顶部门控的FL-MoS2结构为5nm，驱动电流高达24 μA/μm，且没有源漏掺杂。
对于几层MoS2 (5L和8L)，迁移率约为55 cm2/Vs，比以前的研究高出近4倍。据研究人员称，1L的MoS2的直接带隙为1.8 eV。双分子层和体(> ~5 L)的间接带隙分别为1.5 eV和1.2 eV。研究人员说:“这清楚地表明，大块MoS2的DOS比1L MoS2的DOS更高。”“少层(5L-15L) MoS2 fet由于其小接触电阻和高迁移率，在高性能数字电路中表现出更好的潜力。”
峰谷电子
SLAC，斯坦福大学和伯克利实验室已经证明了这种能力基于MoS2技术生长材料薄片．有了这项技术，二硫化钼可以推动一种新型薄膜和光基电子产品的发展。它也可能演变成一种叫做山谷电子学的新技术。
山谷电子学包括将载流子引入山谷。作为该行业的新兴技术之一，山谷电子学也是一种利用电子的量子数来编码信息的方法。在这个应用中，使用的材料是金刚石。
同时，为了制作MoS2薄片，研究人员在劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源(ALS)的真空室中加热钼和硒。ALS是一种基于同步加速器技术的紫外和软x射线光源。
这张图显示了在碳化硅衬底表面形成的石墨烯层(黑色球)上生长的单层MoSe2薄膜(绿色和黄色球)。制造这种材料并测量其电子结构细节的科学家发现，这种材料非常适合制造薄而灵活的光基电子产品。(张毅/斯坦福大学材料与能源科学与先进光源研究所伯克利实验室)
这两种元素在ALS中结合在一起。然后，通过使用分子束外延，材料可以形成1到8个原子层厚的薄膜。研究人员还报告了利用角度分辨光电发射光谱首次直接观察到单层MoS2样品的间接到直接带隙。在价带发现~180 meV的自旋电子器件可能成为一类新的器件。
“基于ALS和斯坦福大学的测试，现在我们可以说MoS2在光电子设备上有可能的应用，比如光探测器和太阳能电池，”博士后研究员张毅在SLAC的网站上说。
斯坦福大学博士后研究员崔永涛补充说:“这一领域仍处于初级发展阶段。人们已经有了这些应用，但随着研究的进行，他们可能会发现这些材料的新方面，可能还有新的应用。”
混合二维材料
能源部橡树岭国家实验室和田纳西大学进行了一项研究2D材料的新变化．研究人员将石墨烯和氮化硼这两种化合物结合成只有一个原子厚度的单层。
研究人员使用外延法将材料结合成异质结构。最初，研究人员在铜箔上培养石墨烯。然后，他们将石墨烯蚀刻成干净的边缘。接下来，研究人员使用CVD种植氮化硼。总而言之，氮化硼具有石墨烯的晶体学特征。
田纳西大学的研究人员Gong Gu说:“石墨烯片就像二维空间中外延生长的种子，因此氮化硼的晶体结构完全由石墨烯决定。”
“人们称石墨烯是一种神奇的材料，可以彻底改变纳米技术和电子技术的前景。的确，石墨烯有很大的潜力，但也有局限性。为了在应用或设备中使用石墨烯，我们需要将石墨烯与其他材料结合起来，”橡树岭大学的李安平说。
“如果我们想在应用中利用石墨烯，我们必须利用它的界面特性，因为诺贝尔奖得主赫伯特·克罗默曾经说过‘界面就是设备’，”李在橡树岭大学的网站上说。“通过创造这种干净、连贯的一维界面，我们的技术为我们提供了为实际应用制造基于石墨烯的器件的机会。”
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
留下回复