Ikki o'lchamli (2D) yarimo'tkazgichlar
Ikki o'lchovli yarimo'tkazgich ( shuningdek, 2D yarimo'tkazgich sifatida ham tanilgan ) qalinligi atom oʻlchami tartibida bo'lgan tabiiy yarimo'tkazgichning bir turi. Bunday yarimoʻtkazgichlarga misol uchun Gerim, Novoselov va boshqalar. 2004 yilda yangi yarimo'tkazgichli material grafen , 2D ko'plab chuqurchalar panjarasida joylashgan uglerod atomlarining tekis monoqatlami haqida xabar berganlarida, bu sohani boshlagan. 2D monolayer yarimo'tkazgich muhim ahamiyatga ega, chunki u an'anaviy ravishda qo'llaniladigan ommaviy shakllarga qaraganda kuchliroq piezoelektrik birikmani namoyish etadi. Bir tadqiqot yoʻnalishi grafenni elektr oʻtkazgich sifatida qoʻllash orqali nanoelektron komponentlarni loyihalashga qaratilgan, elektr izolyatori sifatida olti burchakli bor nitridi va yarimo'tkazgich sifatida o'tish metall dikalkogeniddan foydalanishgan.
Ikki o'lchamli o'tkazgichlarning olinishi[tahrir | manbasini tahrirlash]
Ikki o'lchovli yarimo'tkazgichlar, tabiiy yoki sun'iy ravishda yaratilgan elektr o'tkazuvchan va qatlamlari elektron to'lqin uzunligi tartibining qalinligiga teng boʻlgan yarimoʻtkazgichlardir. Tabiiy ikki o'lchovli yarimo'tkazgichlar yoki kvazi-ikki o'lchovli o'tkazgichlarga misollar, keskin anizotrop o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan qatlamli organik yoki noorganik kristallar, ya'ni qatlamlar tekisligida yuqori o'tkazuvchanlikka ega. Sun'iy ravishda yaratilgan ikki o'lchovli o'tkazgichlarga misollar dielektrik yuzasida ( masalan, suyuq yoki qattiq) elektr maydoni tomonidan ushlab turilgan dielektrik, ikki o'lchovli elektron gaz yuzasida yupqa (qalinligi taxminan 1 nm) metall plyonkadir.U). Ikki o'lchovli elektron gaz - bu faqat tekislikda erkin harakatlanadigan elektronlar tizimidan iborat (uzluksiz energiya spektri bilan). Ko'ndalang yo'nalishda cheklovchi potentsial tufayli elektronlar harakati cheklangan va energiya darajalari diskretdir. Haroratning pasayishi bilan barcha elektronlar ushbu darajalarning eng pastini egallaydi va tizim ikki o'lchovli bo'ladi. "Metal-dielektrik- yarim o'tkazgich " strukturasida (masalan, asosidaSi) energiyani kamaytirib, yarimo‘tkazgich yuzasi yaqinida qo‘llaniladigan elektr maydoni yordamida potentsial chuqurlik hosil qilish orqali ikki o‘lchovli elektron gaz hosil bo‘ladi . Geterostrukturada (masalan , asosidaGaAs - AlGaAs) ikki o'lchovli elektron gaz turli tarmoqli bo'shliqlarga ega yarimo'tkazgichlardan tayyorlangan qatlamli strukturadagi potentsial chuqurlikdan ibirat. Ikki o'lchovli elektron gazga ega bo'lgan metall-dielektrik-yarimo'tkazgichli konstruktsiyalar va yarim o'tkazgichli heterostrukturalar dala effektli tranzistorlar , yarim o'tkazgichli integral mikrosxemalar uchun asos bo'lib xizmat qiladi va metrologiyada ham qo'llaniladi ( elektr qarshilik birligining qiymatini ko'paytirish uchun) va (kvant Hall effekti ) ilmiy tadqiqotlarda ham qoʻllaniladi.
Yaratilishi[tahrir | manbasini tahrirlash]
Ikki o'lchovli (2D) materiallar atom qalinligi chegarasida fundamental fanni o'rganish imkonini beradi. Grafenning prototip holatidan tashqari, 2D materiallarni oʻrganish birinchi o'ringa chiqdi. 2D yarimo'tkazgichlar alohida texnologik qiziqish uyg'ota boshladi, va ulardan VI guruh o'tish metall dikalkogenidlari (TMDs) deb nomlanuvchi materiallar oilasi katta e'tiborni tortdi. Tarmoqli diapazonning mavjudligi yuqori on-off nisbati tranzistorlar va optoelektronik qurilmalarni, shuningdek, vodiy/spin polarizatsiyalangan transportni ishlab chiqarish imkonini beradi. Kimyoviy bug'larni cho'ktirish texnikasi (CVD) yuqori sifatli va qo'shni gofret o'lchovli 2D plyonkalarni ishlab chiqardi. 2D plyonkalarni o'tkazish uchun ishlab chiqilgan turli xil uzatish usullari tasvirlangan va taqqoslanadi, ayniqsa CVD bilan o'stirilgan TMDlarga e'tibor beriladi. Har bir texnikada pufakchalar, qoldiqlar kabi jarayon bilan bog'liq istalmagan kamchiliklar mavjud bo'lib, ular, masalan, elektron harakatchanligini kamaytirish orqali qurilmaning ish faoliyatini yomonlashtirishi mumkin. Ushbu muammolarni hal qilishga va uzatilgan plyonkalar va heterostrukturalarning sifatini tavsiflash va yaxshilashning asosiy usullarini tizimli ko'rib chiqishni talab qiladi. CVD tomonidan yaratilgan 2D materiallarining etuk texnologik holati bilan mustahkam uzatish asboblar qutisi juda muhimdir. Bu, masalan, elektron harakatchanligini kamaytirish orqali qurilmaning ish faoliyatini yomonlashtirishi mumkin. Ushbu sharh ushbu muammolarni hal qilishga va uzatilgan plyonkalar va heterostrukturalarning sifatini tavsiflash va yaxshilashning asosiy usullarini tizimli ko'rib chiqishga qaratilgan. CVD tomonidan etishtirilgan 2D materiallarining etuk texnologik holati bilan mustahkam uzatish asboblar juda muhimdir.
Ikki o'lchovli (2D) yarimo'tkazgichlar zamonaviy nanotexnologiyalarda turli xil tadqiqot sohalarida, jumladan (opto-)elektronika, Spintronika va elektro-fotokatalizda katta salohiyatni namoyish etdi. Qizig'i shundaki, 2D yarim o'tkazgichlarning katta qismi, masalan, keng ko'lamda o'rganilgan o'tish metall dikalkogenidlari n-tipli yoki ambipolyardir. So'nggi o'n yillikda p-tipli 2D yarimo'tkazgichlarni qidirish faqat bir nechta istiqbolli nomzod materiallarni aniqlashga muvaffaq bo'ldi. Ushbu istiqbolda biz odatda n-tipli yoki ambipolyar 2D yarimo'tkazgichlarda p-tipli o'tkazuvchanlikni olishning turli strategiyalarini va eng muhimi, qora fosfor, 2D tellur kabi p-tipli 2D yarimo'tkazgichlarni to'g'ridan-to'g'ri sintezini aytishimiz mumkin.
2DS( Ikki oʻlchovli yarimoʻtkazgichlar) va optoelektronika bo'yicha fanlararo tadqiqot dasturi[tahrir | manbasini tahrirlash]
2DS( Ikki oʻlchovli yarimoʻtkazgichlar) va optoelektronika bo'yicha fanlararo tadqiqot dasturida atom jihatdan tekis, ikki o'lchovli yarimo'tkazgichlar (2DS) ularning Optika va elektron xususiyatlarini boshqarishning ajoyib usullarini taklif qiladi va elektronika, energiyani saqlash, sensorlar va kataliz uchun bir nechta yangi ilovalarni yoqish imkonini beradi. Biroq, yrvropa optoelektronikasining ajoyib o'zgarishlari bu sohada tajribali va yuqori malakali tadqiqotchilar va ishlab chiquvchilarning etishmasligi bilan tahdid qilishi mumkin. Yevropa Ittifoqi tomonidan moliyalashtiriladigan 2Exciting loyihasi sakkiz akademik guruh va 2DS bilan shug‘ullanuvchi sakkiz xil kompaniyalarni o‘z ichiga olgan tarmoq orqali 15 nafar dastlabki bosqichdagi tadqiqotchilarni tayyorlashga qaratilgan. Tadqiqotchilar 2DS-da yorug'lik-materiya o'zaro ta'sirining fundamental fizikasini o'rganadilar. Bundan tashqari, ular kuchlanish bilan ishlaydigan optik modulyatorlar va valleytronik kalitlar kabi innovatsion optoelektronik qurilmalarni ishlab chiqadilar,
Materiallar[tahrir | manbasini tahrirlash]
Grafen
Uglerod atomlarining bir qatlamdan tashkil topgan grafen yuqori elektron harakatchanligi va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega . Grafen bilan bog'liq muammolardan biri uning tarmoqli bo'shlig'ining yo'qligi bo'lib, bu ayniqsa raqamli elektronikada muammo tug'diradi, chunki u dala effektli tranzistorlarni(FETs) o'chira olmaydi. XIV guruhning boshqa elementlari (Si, Ge va Sn) ning nano varaqlari grafenga o'xshash tizimli va elektron xususiyatlarni taqdim etadi.
Olti burchakli bor nitridi
Bir qatlamli olti burchakli bor nitridi (h-BN) yuqori energiya bo'shlig'iga (5,97 eV) ega bo'lgan izolyatordir. Biroq, u zigzag oʻtkir qirralari va boʻsh joylari tufayli yaxshi oʻtkazuvchanlikka ega yarimoʻtkazgich sifatida ham ishlashi mumkin. h-BN ko'pincha izolyatsiyalash xususiyati tufayli substrat va to'siq sifatida ishlatiladi. h-BN ham katta issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.