p Desenho esquemático de um diodo Schottky lateral (esquerda) e vertical (direita) baseado em material 2D. Para amplas classes de materiais 2D, a relação corrente-temperatura pode ser descrita universalmente por um expoente de escala de 3/2 e 1, respectivamente, para diodos Schottky laterais e verticais. Crédito:Universidade de Tecnologia e Design de Singapura
p Os diodos Schottky são compostos de um metal em contato com um semicondutor. Apesar de sua construção simples, Os diodos Schottky são componentes extremamente úteis na eletrônica moderna. Os diodos Schottky fabricados com materiais bidimensionais (2-D) têm atraído grande atenção da pesquisa nos últimos anos devido ao seu potencial em transistores, retificadores, geradores de radiofrequência, portas lógicas, células solares, sensores químicos, fotodetectores, eletrônica flexível e assim por diante. p A compreensão dos diodos Schottky baseados em material 2-D é, Contudo, incompleto. Vários modelos teóricos coexistiram na literatura e um modelo é freqüentemente selecionado a priori sem justificativas rigorosas. Não é incomum ver um modelo analítico com a física subjacente contradizendo fundamentalmente as propriedades físicas de materiais 2-D aplicados para a análise de um diodo Schottky de material 2-D.
p Reportando
Cartas de revisão física , pesquisadores da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) deram um grande passo à frente na resolução dos mistérios que cercam os diodos Schottky de material 2-D. Ao empregar uma análise teórica rigorosa, eles desenvolveram uma nova teoria para descrever diferentes variantes de diodos Schottky baseados em material 2-D sob uma estrutura unificadora. A nova teoria estabelece uma base que une modelos anteriores contrastantes, resolvendo assim uma grande confusão na eletrônica de materiais 2-D.
p "Uma descoberta particularmente notável é que a corrente elétrica fluindo através de um diodo Schottky de material 2-D segue uma lei de escala universal de tamanho único para muitos tipos de materiais 2-D, "disse o primeiro autor, Dr. Yee Sin Ang, do SUTD.
p As leis de escala universal são altamente valiosas na física, uma vez que fornecem um "canivete suíço" prático para descobrir o funcionamento interno de um sistema físico. Leis de escala universal surgiram em muitos ramos da física, incluindo semicondutores, supercondutores, dinâmica de fluidos, fraturas mecânicas, e até mesmo em sistemas complexos, como a expectativa de vida animal, resultados eleitorais, transporte e crescimento da cidade.
p A lei de escala universal descoberta por pesquisadores do SUTD dita como a corrente elétrica varia com a temperatura e é amplamente aplicável a amplas classes de sistemas 2-D, incluindo poços quânticos de semicondutores, grafeno, siliceno, germaneno, stanene, dichalcogenetos de metais de transição e os filmes finos de sólidos topológicos.
p "A forma matemática simples da lei da escala é particularmente útil para cientistas e engenheiros aplicados no desenvolvimento de novos materiais eletrônicos 2-D, "disse o co-autor Prof. Hui Ying Yang do SUTD.
p As leis de escala descobertas pelos pesquisadores do SUTD fornecem uma ferramenta simples para a extração da altura da barreira Schottky - uma quantidade física criticamente importante para a otimização do desempenho de materiais eletrônicos 2-D.
p "A nova teoria tem impacto de longo alcance na física do estado sólido, "disse o co-autor e investigador principal desta pesquisa, Prof. Lay Kee Ang do SUTD, "Isso sinaliza o colapso da equação clássica do diodo amplamente usada para materiais tradicionais nos últimos 60 anos, e deve melhorar nossa compreensão sobre como projetar melhor material eletrônico 2-D. "