В МИФИ нашли новый материал, который может быть пригоден для изготовления транзисторов

Исследователи из Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" открыли новое вещество для изготовления полупроводников. Об этом сообщает ТАСС.

В институте исследователи изучили свойства нового 2D-материала под названием карбид фосфора и пришли к выводу, что это вещество может служить идеальной основой для транзисторов, необходимых для улучшения радаров и систем спутниковой связи.

Металлы, полуметаллы, полупроводники и изоляторы являются членами семейства двумерных материалов. Графен - это однослойная углеродная пленка, которая является наиболее известным двумерным веществом.

"Сильнейшая анизотропия подвижности - самое привлекательное свойство карбида фосфора для электронной техники. Вязкость этого материала по отношению к носителям заряда - электронам и дыркам, неодинакова в разных направлениях", - сказал профессор кафедры ядерной энергетики МИФИ Константин Катин.

Он утверждает, что в отличие от материалов, полностью состоящих из углерода, таких как графен, в карбиде фосфора могут возникать дефекты типа "перегруппировки", когда атомы углерода и фосфора меняются местами и занимают "неправильные" позиции. Такой полезный эффект, как анизотропия подвижности, маскируется наличием дефектов.

Вязкость вещества повышается и выравнивается по изъянам. Носители заряда сталкиваются с дефектами и беспорядочно отскакивают от них. В результате электронные устройства испытывают катастрофическое снижение производительности.

Поскольку идеальный порядок на атомистическом уровне не может быть гарантирован при производстве материалов, исследователи "МИФИ" задались целью определить, насколько вредны такие недостатки для мобильности носителей.

"Мы обнаружили, что существует диапазон безопасных концентраций дефектов, которые почти не влияют на свойства материала. Дефекты становятся ловушками для электронов и дырок и препятствуют движению, когда концентрации достигают определенного уровня. Когда дефекты присутствуют в еще более высоких концентрациях, они изменяют свойства исходного материала до такой степени, что изменяются даже эффективные массы носителей. Самый неожиданный аспект состоит в том, что такой эффект может даже вызвать увеличение подвижности", - сказал профессор Катин.

Ученые обнаружили, что даже при температурах до 1000 К, достаточных для большинства технологических операций, карбид фосфора может сохранять высокую анизотропную подвижность.

Производство чувствительных к поляризации фотодетекторов, диодов, интегральных цифровых инверторов и синаптических компонентов для нейроморфных устройств выиграет от способности карбида фосфора заменять анизотропные соединения германия и рения. Ученый утверждает, что создание и оценка транзистора на основе этого вещества будут следующим этапом исследования.

0 комментариев