科学家展示了可调谐的原子薄半导体

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导读 为了调节能隙,这是控制半导体的电导率和光学特性的关键参数,研究人员通常对合金进行工程设计,在该过程中,将两种或更多种材料结合在一起

为了调节能隙,这是控制半导体的电导率和光学特性的关键参数,研究人员通常对合金进行工程设计,在该过程中,将两种或更多种材料结合在一起以达到原本无法达到的性能。

但是通过合金化对常规半导体进行工程带隙通常是一个猜谜游戏,因为科学家还没有一种技术可以直接“看到”合金原子是以特定模式排列还是随机分散。

现在,正如《物理评论快报》所报道的那样,由能源部劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)材料科学部高级科学科学家,加州大学伯克利分校的物理学教授Alex Zettl和Marvin Cohen领导的研究团队-已经证明了一种新技术,可以设计提高下一代电子器件(如光电器件,热电器件和传感器)的半导体性能所需的带隙。

对于当前的研究,研究人员检查了由二硫化rh铌二元合金制成的2-D过渡金属二硫化碳(TMD)材料的单层和多层样品。

电子显微镜实验揭示了由T和铌的金属原子在二维TMD合金的晶格结构中形成的曲折条纹。

一项统计分析证实了研究小组的怀疑-二维TMD合金中的金属原子更倾向于与其他金属原子相邻,“这与同类TMD合金的随机结构形成了鲜明的对比,加州大学伯克利分校Zettl实验室的博士后研究员Amin Azizi说。

加州大学伯克利分校科恩实验室的博士后研究员Mehmet Dogan在伯克利实验室的国家能源研究科学计算中心(NERSC)进行的计算表明,这种原子序可以改变材料的带隙。

在伯克利实验室的高级光源处进行的光谱测量表明,可以通过调整材料中的层数来额外调整2-阶TMD合金的带隙。此外,单层合金的带隙与硅类似,对于许多电子和光学应用来说,“恰好”。二维TMD合金还具有柔韧性和透明性的优点。

研究人员下一个计划是探索基于二维TMD合金的新器件的传感和光电特性。

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