antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Новое понимание особенностей контактов открывает возможности для исследований

В последние время внимание исследователей привлекают методики создания надежных низкоомных контактов между металлом и MoS2. В своей недавней работе ученые из США показали, что управление структурой границы раздела фаз между металлом и MoS2 в перспективе позволит создать контакты, обладающие в разы меньшим сопротивлением. Такие низкоомные контакты, помимо большей производительности устройств, обеспечат возможность новых фундаментальных исследований MoS2, поскольку сопротивление в них в меньшей степени будет влиять на процесс измерения основных свойств материала.

В своей последней работе совместная группа ученых из Los Alamos National Laboratory и Rutgers University (США) нашла способ использовать металлическую фазу MoS2 в точке контакта полупроводникового фрагмента материала с металлом, обеспечив существенное снижения общего сопротивления. Ученые продемонстрировали, что благодаря разработанной ими новой пространственной структуре контакта им удалось достичь разницы в шесть порядков между током во включенном и в выключенном состояниях через полевой транзистор. Это отношение значительно превышает требования современной электроники (к примеру, для производства ноутбука хватило бы и четырех порядков разницы).

Как отмечают в своей работе ученые, идея изменения свойств материала в области контакта для снижения его сопротивления не нова. Но ранее другие научные группы пытались идти методом допинга, что не приносило ожидаемых результатов, поскольку с течением времени свойства легированного материала изменялись. Таким образом, необходим был иной подход.

Правильный путь научная группа нашла, наблюдая за фазовыми превращениями в MoS2. Они заметили усиление химической активности вещества, которое определялось высокой плотностью электронов при определенных условиях, и предположили, что эта металлическая фаза может быть использована для уменьшения сопротивления между металлом и MoS2 в контактах. Предположение подтвердилось экспериментально: металлическая фаза обеспечила хорошую инъекцию электронов, вне зависимости от того, какой металл находится на другой стороне контакта, поскольку энергетические уровни металлической и полупроводниковой фаз MoS2 очень хорошо выровнены друг относительно друга.

Для получения металлической фазы MoS2 ученые использовали процесс, получивший название «литиирование», в рамках которого материал подвергается воздействию n-бутиллития. Данный процесс довольно прост, если речь идет об объемном веществе. Но ученым требовалось получить металлическую фазу толщиной порядка микрона, поэтому в ходе эксперимента они особенно внимательно следили за концентрацией вещества и временем литиирования.



Исследователи также экспериментировали с различными способами производства MoS2. В то время как процесс создания металлической фазы был успешен в 60 – 70% случаев, если использовался MoS2, полученный методом пиллинга, при других техниках производства (к примеру, формировании MoS2 при помощи химического осаждения из паров) успеха удавалось добиться лишь в 10 – 20% случаев.

Низкоомные контакты важны для любых типов устройств, особенно для полевых транзисторов. Иначе слишком много энергии теряется в виде тепла. На сегодняшний день именно большие потери на контактах являются причиной того, что электроника на основе нанотрубок и других наноструктур пока не достигла тех вершин, которых ожидали от нее многие исследователи. Таким образом, выявление способа, с помощью которого можно создать низкоомные контакты между металлом и MoS2, так важно.

На данный момент разработка еще не готова для коммерческого использования. Необходимо продолжение работы, чтобы ответить на вопросы о стабильности устройств. Металлическая фаза MoS2 является метастабильным состоянием; она возвращается к полупроводниковой фазе при температуре выше 150 градусов по шкале Цельсия. Все протестированные до сих пор устройства оказались стабильными при обычных условиях, однако пока неизвестно, что произойдет при перегреве такого контакта.

В ближайшем будущем команда планирует подробнее изучить оптические свойства MoS2, чтобы понять, как этот материал может использоваться в оптоэлектронных устройствах, где потенциально можно применить тот же подход для формирования контакта.

Подробные результаты работы опубликованы в журнале Nature Materials.

Tags: технологии
Subscribe

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment