I diodi Schottky sono composti da un metallo a contatto con un semiconduttore. Nonostante la loro semplice costruzione, I diodi Schottky sono componenti estremamente utili nell'elettronica moderna. I diodi Schottky fabbricati utilizzando materiali bidimensionali (2-D) hanno attirato l'attenzione della ricerca negli ultimi anni a causa del loro potenziale nei transistor, raddrizzatori, generatori di radiofrequenza, porte logiche, celle solari, sensori chimici, fotorilevatori, elettronica flessibile e così via.

La comprensione dei diodi Schottky basati su materiale 2-D è, però, incompleto. Diversi modelli teorici hanno coesistito in letteratura e un modello è spesso selezionato a priori senza giustificazioni rigorose. Non è raro vedere un modello analitico con fisica sottostante che contraddice fondamentalmente le proprietà fisiche dei materiali 2-D applicati per l'analisi di un diodo Schottky di materiale 2-D.

Informare Lettere di revisione fisica , i ricercatori della Singapore University of Technology and Design (SUTD) hanno compiuto un importante passo avanti nella risoluzione dei misteri che circondano i diodi Schottky in materiale 2-D. Utilizzando una rigorosa analisi teorica, hanno sviluppato una nuova teoria per descrivere diverse varianti di diodi Schottky basati su materiale 2-D in un quadro unificante. La nuova teoria pone un fondamento che unisce i precedenti modelli contrastanti, risolvendo così una grande confusione nell'elettronica dei materiali 2-D.

"Una scoperta particolarmente notevole è che la corrente elettrica che scorre attraverso un diodo Schottky in materiale 2-D segue una legge di scala universale valida per molti tipi di materiali 2-D, " ha detto il primo autore Dr. Yee Sin Ang di SUTD.

Le leggi di scala universali sono molto preziose in fisica poiché forniscono un pratico "coltellino svizzero" per scoprire il funzionamento interno di un sistema fisico. Le leggi di scala universali sono apparse in molti rami della fisica, compresi i semiconduttori, superconduttori, fluidodinamica, fratture meccaniche, e anche in sistemi complessi come la durata della vita animale, risultati elettorali, trasporti e crescita della città.

La legge di scala universale scoperta dai ricercatori SUTD detta il modo in cui la corrente elettrica varia con la temperatura ed è ampiamente applicabile ad ampie classi di sistemi 2-D, inclusi i pozzi quantici di semiconduttori, grafene, silicio, germanene, stano, dicalcogenuri di metalli di transizione e film sottili di solidi topologici.

"La semplice forma matematica della legge di scala è particolarmente utile per scienziati e ingegneri applicati nello sviluppo di nuovi materiali elettronici 2-D, " ha detto il co-autore Prof. Hui Ying Yang di SUTD.

Le leggi di scala scoperte dai ricercatori SUTD forniscono uno strumento semplice per l'estrazione dell'altezza della barriera Schottky, una quantità fisica di fondamentale importanza per l'ottimizzazione delle prestazioni dell'elettronica dei materiali 2-D.

"La nuova teoria ha un impatto di vasta portata nella fisica dello stato solido, " ha detto il co-autore e ricercatore principale di questa ricerca, Prof. Lay Kee Ang di SUTD, "Segnala la rottura della classica equazione dei diodi ampiamente utilizzata per i materiali tradizionali negli ultimi 60 anni, e migliorerà la nostra comprensione su come progettare una migliore elettronica dei materiali 2-D."