Ученые вырастили на кремнии совершенный 2D-кристалл для электроники

Новую технологию получения двумерного теллурида галлия – важного материала передовой электроники – предложили ученые НИУ "МИЭТ" вместе с коллегами из Италии и Германии.

Материал, по словам ученых, будет востребован при создании электронно-оптических приборов нового поколения.

Результаты опубликованы в журнале npj 2D Materials and Applications, принадлежащем Springer Nature.

Будущее современной электроники напрямую связано с созданием новых материалов и их интеграцией в технологии производства чипов. Сейчас, по словам специалистов, большой интерес во всем мире вызывают так называемые двумерные (2D) материалы, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами.

Материалы этого класса имеют слоистую структуру, объяснили ученые.

В пределах отдельного слоя атомы связаны "жесткими" ковалентными связями, а между собой слои связаны слабыми межмолекулярными связями Ван-дер-Ваальса.

Контролируемое создание таких структур на стандартных полупроводниковых подложках связано с рядом проблем, объяснили специалисты.

Наиболее важная из них – дефекты на стыке формируемого материала и подложки, вызванные структурными несоответствиями между их кристаллическими решетками. Такие дефекты сильно снижают эффективность 2D-материалов и негативно влияют на их структуру.

Команде специалистов НИУ "МИЭТ" вместе с коллегами из Италии и Германии удалось решить эту проблему, предложив новый метод выращивания 2D-кристаллов теллурида галлия на кремниевой подложке. По словам ученых, разработка позволяет интегрировать это соединение с востребованными нелинейно-оптическими свойствами в уже существующую технологию изготовления чипов.

"Теллурид галлия имеет две структурные формы – гексагональную и моноклинную, именно последняя обладает необходимыми свойствами. Ее формирование на поверхности монокристаллического кремния мы проводили в два этапа: сначала путем молекулярно-пучковой эпитаксии на подложке выращивается гексагональная фаза, затем за счет обжига вносится энергия, провоцирующая ее трансформацию в моноклинную фазу", – рассказал старший научный сотрудник лаборатории электронной микроскопии и доцент института физики и прикладной математики НИУ "МИЭТ" Александр Приходько.

Полученный таким образом теллурид галлия имеет стабильную оптически активную структуру. Применение такого материала в электронике позволит разработать новые фотодетекторы, элементы для солнечной энергетики, элементы для дисплеев нового поколения, объяснили специалисты.

"Структурные исследования показали, что слой моноклинного теллурида галлия на кремнии обладает практически совершенной атомарной структурой. Граница раздела между материалом и подложкой резкая, какие-либо дислокации несоответствия, вызывающие снижение свойств, на ней отсутствуют", – отметил Приходько.

Также, как подчеркнули ученые, проведенные исследования позволили прояснить фундаментальные механизмы, лежащие в основе процесса выращивания 2D-структур на полупроводниках. Полученные данные будут полезны при дальнейшем развитии этой перспективной технологии.

Работы проводились совместно со специалистами Мюнхенского технического университета (Германия), Римского университета Тор Вергата, Миланского университета Бикокка и Института микроэлектроники и микросистем (Италия).

Структурные исследования новых двумерных материалов проводились в лаборатории электронной микроскопии НИУ "МИЭТ" в рамках стратегии развития вуза как участника программы Минобрнауки России "Приоритет-2030". В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить как разработку других двумерных материалов на подложке кремния, так и фундаментальные исследования в этой области.

Ссылка: https://ria.ru/20230522/nauka-1872855557.html 

Новости
Иранские военные попытались захватить беспилотный катер ВМС США
31.08.2022
Обозреватели издания The Drive рассказали, что иранские военные попытались захватить американский беспилотный катер Saildrone Explorer. Сообщается что, что инцидент произошёл 29 августа около 23:00 в Персидском заливе.
Фотографии разбитой техники ВСУ на Николаево-Херсонском направлении опубликованы в Сети
31.08.2022
Российские военные сорвали попытку украинских националистов перейти в «контрнаступление» на Николаево-Херсонском направлении, при этом противник потерял большое количество бронированной и автомобильной техники, а также понес значительный урон в живой силе.
Украинское издание «Страна» сообщило об ударах ВС из РФ по объектам военной инфраструктуры
31.08.2022
Вооруженные силы Российской Федерации в ходе спецоперации продолжают наносить удары по объектам военной инфраструктуры Украины. Украинские СМИ пишут, что в над городом Харьков были обнаружены российские ракеты.
Удар по администрации Энергодара был нанесен беспилотником ВСУ американского производства
31.08.2022
По зданию администрации города Энергодар нанес удар беспилотник-камикадзе ВСУ американского производства. Об этом заявил глава военно-гражданской администрации Запорожской области Евгений Балицкий.
В Белоруссии был заснят эшелон с десятками танков без опознавательных знаков
31.08.2022
В городе Борисов Минской области местные жители засняли большую колонну военной техники, включающую в себя десятки танков, бронетранспортёров и ЗРПК. Местные указали, что эта бронетехника была отремонтирована на заводе Борисова и сейчас отправляется на юг страны.
МО Украины после провала контратаки ВСУ на Херсон ужесточает цензуру
31.08.2022
Киевское командование после провала контратаки на Херсон ужесточает цензуру для СМИ. Как сообщает Ufanotes.ru со ссылкой на "Военное Обозрение", украинские военные разработали специальную методичку, в которой указывалось, что можно писать, а что нельзя.
RusVesna: вторая попытка контрнаступления ВСУ на Херсон провалилась
31.08.2022
Россия продолжает проведение специальной военной операции (СВО) на Украине. Стало известно о провале второй попытки контрнаступления украинской армии на Херсонском направлении. Подразделения противника начали наступление 30 августа, однако были встречены мощным огнем российской армии.