01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
21 ноября

Получен крупнейший двумерный кристалл

PxHere

Ученые вырастили идеальный кристалл из нитрида бора площадью девять квадратных сантиметров. Это самый большой из подобных объектов. Авторы достижения называют результат важным шагом в развитии гибкой и тонкой электроники будущего. Статья с описанием работы опубликована в журнале Science.

Современная электроника идет по пути миниатюризации вплоть до максимально тонких элементов, толщиной всего в один атом. Чтобы создавать в таком масштабе электрические схемы, нужны как проводники, так и полупроводники с изоляторами атомарной толщины. Идеальный сверхтонкий проводник представляет собой графен, в качестве полупроводников годятся некоторые дихалькогениды переходных металлов (соединения металлов с двумя атомами серы, селена или теллура), а подходящий изолятор — это гексагональный нитрид бора (hBN — hexagonal boron nitride), то есть соединение элементов с шестиугольной решеткой, напоминающей графен.

В новой работе химикам из Южной Кореи удалось синтезировать рекордно большие идеальные двумерные кристаллы гексагонального нитрида бора (изолятора) и дисульфида вольфрама (полупроводника). Обычно hBN получают методом осаждения из газовой фазы боразола (B3N3H6), однако в таком случае зачатки кристаллов начинают расти в произвольном направлении, и при смыкании образуются границы кристаллических зерен — нежелательный для электроники дефект. В новой работе ученые модифицировали методику, проведя осаждение при температуре 1100 °C на подложке из вольфрама, покрытой золотой фольгой. По мере плавления фольги кристаллы hBN начинали расти на тонком слое жидкого золота, что позволяло им свободно вращаться. Так как атомы азота и бора обладают разной электроотрицательностью, отдельные кристаллы стремятся сблизиться с образованием единой решетки. После получения кристалла золото можно опять переплавить в фольгу и использовать заново.

Авторы получили монокристаллические слои размером 3 на 3 сантиметра, величина которых была ограничена только использованной вакуумной камерой. Также они наносили графен на полученный нитрид бора, получая двуслойную гетероструктуру, заметно улучшающую мобильность зарядов в графене. Получить подобную структуру с полупроводником пока не удалось, но химики теперь пытаются это сделать. Если получится, то удастся создать новый тип двумерных транзисторов, обладающих особыми свойствами, например гибкостью.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое