Ekipa identificira predhodno neodkrite razlike v mejah zrn

Essential Scale-Out Computing by James Cuff (Julij 2019).

Anonim

Center za integrirano fiziko nanostrukture (CINAP) v IBS-u je poročal o rezultatih, ki povezujejo kot združevanja lusk z lastnostmi meje zrn (GBs) in dokazali, da povečanje kota združevanja GB-jev drastično izboljša pretok elektronov. To je povezano s povečanjem mobilnosti nosilca z manj kot 1 cm 2 V -1 s -1 pri majhnih kotih, do 16 cm 2 V -1 s -1 za kotove večje od 20 °. V časopisu Nature Communications je objavljen članek z naslovom "Napačna usmerjenost električnega transporta prek meja molibdenovih disulfidnih zrn".

Glede na članek je bistveno, da se razumejo atomske strukture GB-jev, da bi nadzorovali in izboljšali lastnosti električnega transporta v materialih v razsutem stanju in v nižjih dimenzijah. Zrna meje so smer, da so atomi razporejeni v material. Za eksperimente, ki so jih izvedli znanstveniki na CINAP-u, je bil monoslojni molibden disulfid (MoS2) pridelan s kemičnim nanašanjem hlapov (CVD) in nato prenesen na substrat silicijevega dioksida (SiO2). Razmišljanje ekipe za uporabo MoS 2 je dvojen: prvič, to je 2D polprevodnik, ki ima visoko električno prevodnost in, bistveno, ima naravno vrzel, ki omogoča, da se vklopi in izklopi; drugič, meje zrna so dobro opredeljene. To je najpomembnejše za uspešne poskuse. Prejšnje raziskave s Severozahodne univerze so ugotovile, da so GBS MoS 2 zagotovili edinstven način moduliranja odpornosti; To je bilo doseženo z uporabo velikega električnega polja za prostorsko modulacijo lokacije meja zrn.

Rezultati Northwestern, ki so bili lani objavljeni v Nature Nanotehnologiji, so odprli pot za prihodnje raziskave, vendar je razprava o transportni fiziki v GB še vedno v sporu. To je posledica velike variacije zmogljivosti med napravami, slabe mobilne mobilnosti ene domene in, kar je najpomembneje, pomanjkanja korelacije med transportnimi lastnostmi in atomskimi strukturami GB v raziskavi MoS 2. Ekipa CINAP, ki jo je vodil direktor Centra Young Hee Lee, je premagal te ovire s pomočjo neposrednih korelacijskih meritev s štirimi sondami v posameznih GB-jih, tako s slikami visoke ločljivosti prenosne elektronske mikroskopije (TEM) kot z izračuni prvih načel. TEM je tehnika mikroskopije, s katero se elektronski žarek prenese skozi ultra tanek primerek, ki medsebojno sodeluje z vzorcem. Natančna atomska slika se tvori iz interakcije elektronov, ki se prenašajo skozi vzorce.

Prepoznavanje meja zrn

Ugotovljene so bile GB v plasti MoS2, zato so bile izbrane regije z nobenim znakom gubanja ali večplastnosti, da bi preprečili napačne razlage. Meritve transporta s štirimi sondami smo nato izvedli na substratu z presenetljivimi rezultati; Pri merjenju osiromašenja 8-20 o se je gibljivost povečala z veliko manj kot 1 cm 2 V -1 s -1 do 16 cm 2 V -1 s -1. Nad 20o mobilne poljske učinke nasičuje pri razrezu v notranji domeni 16 cm 2 V -1 s -1. Tako so medsebojni pomiki med kosmiči, ki imajo razkorak 20-60 o, prikazujejo boljše transportne lastnosti.

Ekipa je, kot je navedeno v svojem članku, "zagotovila enotnejšo sliko razmerja med mobilnostjo, združevanjem kota in atomističnimi strukturami GB enoslojne MoS 2 ". Rezultati zagotavljajo praktična pričakovanja glede transportnih lastnosti v filmih velikih površin, kar bo v veliki meri omejevala slaba mobilnost v GB. Rezultati, pridobljeni v tem delu, se uporabljajo za druge podobne 2D sisteme in prispevajo k temeljnemu razumevanju prometa v polprevodnikih.

menu
menu