Le figure (a) e (b) mostrano l'illustrazione schematica di una giunzione p-n e di un inverter, rispettivamente. In condizioni di illuminazione leggera e polarizzazione negativa, cariche positive localizzate vengono lasciate nello strato BN dopo che gli elettroni eccitati viaggiano nello strato MoTe2. Ciò induce effetti di doping nello strato MoTe2. Credito:materiali avanzati
Scienziati della National University of Singapore hanno scoperto un metodo per il drogaggio elettronico fotoindotto sul ditelluride di molibdeno (MoTe 2 ) eterostrutture per la fabbricazione di dispositivi logici di nuova generazione.
I dicalcogenuri di metalli di transizione (TMD) bidimensionali (2-D) sono promettenti elementi costitutivi per lo sviluppo di dispositivi elettronici di prossima generazione. Questi materiali sono atomicamente sottili e presentano proprietà elettriche uniche. I ricercatori sono interessati a sviluppare transistor ad effetto di campo (FET) di tipo n e p utilizzando i TMD 2-D per costruire componenti di circuiti logici fondamentali. Questi componenti includono giunzioni p-n e inverter.
Un team guidato dal Prof Chen Wei sia del Dipartimento di Chimica che del Dipartimento di Fisica, NUS ha scoperto che l'illuminazione della luce può essere utilizzata per indurre effetti dopanti su un MoTe 2 a base di FET per modificare le sue proprietà elettriche in modo non volatile e reversibile. Il FET fatto di un MoTe 2 L'eterostruttura /BN è fabbricata stratificando un sottile fiocco di MoTe 2 su uno strato di nitruro di boro (BN) e attaccando contatti metallici per formare il dispositivo. Il drogaggio del dispositivo può essere modificato modificando la polarità applicata allo strato BN in condizioni di illuminazione leggera. Quando il dispositivo è illuminato, gli elettroni che occupano gli stati donatori nel bandgap BN si eccitano e saltano nella banda di conduzione. Applicando un bias negativo allo strato BN, questi elettroni eccitati dai fotoni viaggiano nel MoTe 2 strato, drogandolo efficacemente in un semiconduttore di tipo n. Le cariche positive lasciate nello strato BN creano una polarizzazione positiva che aiuta a mantenere il drogaggio elettronico nel MoTe 2 strato. Il team di ricerca ha scoperto che senza alcun disturbo esterno, l'effetto fotodoping può essere mantenuto per più di 14 giorni.
Il team ha sviluppato giunzioni p-n e inverter senza l'uso di fotoresist controllando selettivamente le regioni di fotodoping sul MoTe 2 Materiale. Dalle loro misurazioni sperimentali, il MoTe 2 diodo aveva un fattore di idealità quasi unitario di circa 1,13, che è vicino a quello di una giunzione p-n ideale.
Spiegando il significato dei risultati, Il professor Chen ha detto, "La scoperta di un effetto fotodoping basato sull'eterostruttura 2-D fornisce un potenziale metodo per fabbricare giunzioni p-n e inverter privi di fotoresist per lo sviluppo di dispositivi elettronici logici".
