PtBi2 funciona como camada de contato no transistor WS2. Crédito:Prof. Shenghuang Lin do Laboratório de Materiais do Lago Songshan Apesar de suas características promissoras na física da matéria condensada, o semimetal triplamente degenerado PtBi
2 tem sido amplamente inexplorado em aplicações práticas, particularmente na tecnologia de semicondutores. As principais dificuldades incluem a falta de dados empíricos sobre a integração de PtBi
2 com os componentes semicondutores existentes e a necessidade de abordagens inovadoras para aproveitar suas propriedades únicas, como alta estabilidade e mobilidade, dentro das restrições dos atuais processos de fabricação eletrônica.
Enfrentar esses desafios poderia abrir novas possibilidades no projeto de transistores e aplicações mais amplas de semicondutores, tornando crucial explorar a aplicabilidade prática do PtBi2 na eletrônica do mundo real.
Uma equipe de pesquisa do laboratório Songshan Lake Materials usou com sucesso PtBi2 flocos como contato intercamada entre eletrodos metálicos (Au) e WS2 , um semicondutor amplamente estudado. Este método melhorou significativamente o desempenho do transistor, alcançando uma taxa de comutação acima de 10
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e uma mobilidade média de 85 cm²V⁻¹s⁻¹, atendendo e potencialmente excedendo as rigorosas demandas de aplicações de circuitos integrados.
O trabalho está publicado na revista Materials Futures .
Pesquisas futuras estão preparadas para explorar diversos PtBi2 arquiteturas de dispositivos baseadas em dispositivos, com foco na otimização da interação entre miniaturização de dispositivos e desempenho aprimorado. Dadas as suas propriedades eletrônicas promissoras, a aplicação de PtBi2 poderia se estender além dos transistores tradicionais para dispositivos optoeletrônicos e spintrônicos.
"PtBi2 se destaca devido à sua estrutura eletrônica única, excepcional estabilidade ao ar e capacidade de facilitar os contatos van der Waals, o que simplifica o processo de fabricação do dispositivo e leva ao desempenho estável e de longo prazo do dispositivo", explicou o Prof. Lin, um dos principais pesquisadores do o estudo.
"Este material não apenas reduz a barreira Schottky, que é um desafio comum na tecnologia de transistores, mas também evita o efeito de fixação de Fermi que ocorre durante a deposição de metal."
Um dos aspectos mais notáveis do estudo é a utilização de uma técnica de transferência não destrutiva de van der Waals, que mantém a integridade dos materiais e interfaces. Os pesquisadores acreditam que este método oferecerá um novo caminho para integrar novos materiais na tecnologia de semicondutores.
Espera-se que as descobertas tenham amplas implicações para a indústria de semicondutores, fornecendo uma nova plataforma de materiais para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos mais eficientes em termos energéticos e com alta funcionalidade. A equipe está otimista quanto às futuras aplicações do PtBi2 , não apenas em transistores, mas também em dispositivos optoeletrônicos e spintrônicos.
