As Figuras (a) e (b) mostram a ilustração esquemática de uma junção p-n e um inversor, respectivamente. Sob iluminação de luz e condições de polarização negativa, cargas positivas localizadas são deixadas para trás na camada BN depois que os elétrons excitados viajam para a camada MoTe2. Isso induz efeitos de dopagem na camada MoTe2. Crédito:Materiais Avançados
Cientistas da Universidade Nacional de Cingapura descobriram um método para dopagem de elétrons fotoinduzida em ditelureto de molibdênio (MoTe 2 ) heteroestruturas para fabricar dispositivos lógicos de próxima geração.
Os dichalcogenetos de metais de transição (TMDs) bidimensionais (2-D) são blocos de construção promissores para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de última geração. Esses materiais são atomicamente finos e exibem propriedades elétricas únicas. Os pesquisadores estão interessados em desenvolver transistores de efeito de campo (FET) dos tipos n e p usando os TMDs 2-D para construir componentes de circuitos lógicos fundamentais. Esses componentes incluem junções p-n e inversores.
Uma equipe liderada pelo Prof Chen Wei do Departamento de Química e do Departamento de Física, A NUS descobriu que a iluminação de luz pode ser usada para induzir efeitos de dopagem em um MoTe 2 baseado em FET para modificar suas propriedades elétricas de forma reversível e não volátil. O FET feito de um MoTe 2 / BN heteroestrutura é fabricada por camadas de um fino floco de MoTe 2 em uma camada de nitreto de boro (BN) e fixando contatos de metal para formar o dispositivo. A dopagem do dispositivo pode ser alterada modificando a polaridade aplicada à camada BN sob condições de iluminação de luz. Quando o dispositivo está iluminado, os elétrons que ocupam os estados semelhantes aos doadores no bandgap BN tornam-se excitados e saltam para a banda de condução. Ao aplicar um viés negativo à camada BN, esses elétrons excitados por fótons viajam para o MoTe 2 camada, efetivamente dopando-o em um semicondutor do tipo n. As cargas positivas que são deixadas para trás na camada BN criam um viés positivo que ajuda a manter o doping de elétrons no MoTe 2 camada. A equipe de pesquisa descobriu que, sem qualquer perturbação externa, o efeito de fotodopagem pode ser retido por mais de 14 dias.
A equipe desenvolveu junções p-n e inversores sem o uso de fotoresiste, controlando seletivamente as regiões de fotodopagem no MoTe 2 material. A partir de suas medições experimentais, o MoTe 2 diodo tinha um fator de idealidade próximo à unidade de cerca de 1,13, que está perto daquele para uma junção p-n ideal.
Explicando o significado das descobertas, O professor Chen disse, "A descoberta de um efeito de fotodopagem baseado em heteroestrutura 2-D fornece um método potencial para fabricar junções p-n livres de fotoresiste e inversores para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos lógicos."
