Il meccanismo di crescita dell'hBN a tre strati. Credito:Natura (2022). DOI:10.1038/s41586-022-04745-7
Un team di ricercatori affiliato a più istituzioni nella Repubblica di Corea, in collaborazione con un collega dell'Università di Cambridge, ha sviluppato un modo per utilizzare la deposizione di vapore chimico per costruire cinque strutture esagonali di nitruro di boro monocristallino stratificate. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nature , il gruppo descrive la loro tecnica e i possibili usi di tali strutture. Soo Ho Choi e Soo Min Kim con la Sungkyunkwan University e la Sookmyung Women's University, rispettivamente, hanno pubblicato un articolo su News e Views nello stesso numero di giornale, delineando il lavoro svolto dal team su questo nuovo sforzo.
Negli ultimi anni, è diventato chiaro che è necessario trovare un sostituto per il silicio utilizzato come substrato nella produzione di un'ampia varietà di dispositivi elettronici. Come parte di questo sforzo, il nitruro di boro esagonale è diventato un possibile successore. Fino a questo momento, tuttavia, gli ingegneri hanno avuto difficoltà a coltivare campioni sufficientemente uniformi per l'uso in un ambiente di produzione. E l'uso del materiale per creare strutture multistrato si è rivelato una sfida ancora maggiore. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno sviluppato un modo per superare tali problemi e, così facendo, hanno dimostrato strutture a cinque strati utilizzando il materiale.
La tecnica del gruppo è iniziata con le modifiche ai metodi tradizionali per coltivare film esagonali di nitruro di boro come un cristallo singolo. Il loro metodo prevedeva l'uso di una lastra di cristallo che consentiva di esporre il piano cristallografico del nichel durante il processo di deposizione chimica-vapore. Hanno anche scoperto che era fondamentale posizionare la struttura in crescita in un ambiente con la giusta temperatura per la giusta applicazione. Hanno scoperto che le temperature comprese tra 1.120 e 1.220 °C fornivano i risultati migliori. Nel loro approccio, sono cresciute per prime piccole macchie di nucleato, che nel tempo sono cresciute fino a coprire il substrato. I ricercatori hanno quindi dimostrato che variando il tasso di crescita potrebbero far crescere strati aggiuntivi, portando allo sviluppo di una struttura a cinque strati. Riconoscono che il controllo dello spessore di ogni strato per garantire l'uniformità si è rivelato difficile.
I ricercatori suggeriscono che il loro lavoro dimostri che è possibile costruire strutture multistrato di nitruro di boro esagonali a cristallo singolo, aprendo la possibilità del loro utilizzo nei semiconduttori. + Esplora ulteriormente
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