p Esta vista de seção transversal mostra o MoS longo e monocamada 2 nanoribão no topo da saliência de Ga 2 O 3 substrato. Crédito:2020 KAUST
p Os fabricantes de semicondutores estão prestando mais atenção aos materiais bidimensionais, tais como dichalcogenetos de metais de transição (TMDs), seguindo a descoberta, na KAUST, de um processo de crescimento epitaxial de nanofitas de TMDs de cristal único. p Uma tendência emergente no projeto de transistores envolve arquiteturas que economizam espaço e que empilham componentes uns sobre os outros. TMDs têm potencial para esses sistemas porque eles se formam prontamente em folhas finas, conhecido como nanofitas, que tem eletricidade, atividade óptica e magnética. Contudo, processos típicos de semicondutores, como fotolitografia, requerem procedimentos complicados para produzir TMDs de qualidade suficiente para fins de dispositivo.
p Em colaboração com pesquisadores nos EUA, Bélgica e Taiwan, Vincent Tung e colegas da KAUST estão desenvolvendo abordagens alternativas para a fabricação de TMD usando modelos de superfície para direcionar o crescimento de um único cristal.
p Ao analisar candidatos com microscopia eletrônica de alta resolução, o pesquisador Areej Aljarb descobriu algo incomum sobre um semicondutor chamado trióxido de gálio (Ga
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3 ) Depois de retirar as camadas do material escamoso usando fita adesiva, ela viu matrizes de estreitas, saliências semelhantes a um terraço que subiam ou desciam toda a Ga
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3 superfície.
p "Os degraus são muito íngremes e bem expostos, "diz Aljarb." E porque os átomos localizados perto dessas saliências têm estruturas assimétricas, eles podem impulsionar o crescimento em direções específicas. "
Os pesquisadores da KAUST estão desenvolvendo abordagens alternativas para a fabricação de TMD usando modelos de superfície para direcionar o crescimento de um único cristal. Crédito:2020 KAUST p Quando a equipe expôs Ga
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3 superfícies a uma mistura de molibdênio e gás de enxofre, eles observaram que as nanofitas de TMD se cristalizaram longitudinalmente ao longo das saliências com estruturas que estavam praticamente livres de defeitos. Experimentos microscópicos e modelos teóricos revelaram que os átomos da borda tinham características energéticas únicas que permitiam a nucleação alinhada para formar nanofitas de cristal único. "Por décadas, cientistas têm procurado cultivar semicondutores de cristal único 2-D em isoladores, e este trabalho demonstra que controlar as bordas do substrato é a chave, "diz Tung.
p Curiosamente, as nanofitas podem ser retiradas e transferidas para outros substratos sem danificá-los. Para explorar as aplicações potenciais da tecnologia de crescimento direcionado à borda, o grupo internacional se uniu para projetar um transistor capaz de incorporar nanofitas do Ga
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3 modelo. Medições eletrônicas mostraram que o novo transistor poderia operar em altas velocidades e tinha fatores de amplificação semelhantes aos materiais TMD produzidos por meio de técnicas mais trabalhosas.
p "As nanofitas crescem ao longo das bordas usando interações físicas fracas para permanecer no lugar, o que significa que nenhuma ligação química se forma entre o TMD e o Ga subjacente
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3 substrato, "observa Aljarb." Este recurso exclusivo nos permite transferir as nanofitas para substratos estranhos para muitas aplicações, variando de transistores, sensores, músculos artificiais e energia fotovoltaica atomicamente fina. "
