Ρώσοι επιστήμονες προτείνουν νέα υλικά για ανιχνευτές υψηλής ακρίβειας
- Κατηγορία ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
- 0 σχόλια
ΜΟΣΧΑ, 24 Αυγούστου - RIA Novosti. Οι επιστήμονες του SSU έχουν αναπτύξει νέα μοντέλα δισδιάστατων υβριδικών υλικών για τη δημιουργία μακροπρόθεσμων ανιχνευτών υπεριώδους ακτινοβολίας υψηλής ακρίβειας. Αυτοί οι ανιχνευτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση βιολογικών και χημικών ουσιών, την παρακολούθηση του περιβάλλοντος, την αστρονομική έρευνα, καθώς και την οργάνωση κλειστών επικοινωνιών μεταξύ τεχνητών δορυφόρων. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο περιοδικό Materials .
Σύμφωνα με το προσωπικό του Εθνικού Ερευνητικού Κρατικού Πανεπιστημίου του Σαράτοφ (SSU) με το όνομα N.G. Chernyshevsky, σήμερα για το σχεδιασμό ηλεκτρονικών συσκευών με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, ειδικότερα, τρανζίστορ πεδίου και φωτοδίοδοι, συνδυασμός υλικών 2D ατομικού πάχους με διαφορετικούς τύπους αγωγιμότητας (μέταλλο, ημιαγωγός, διηλεκτρικό) με τη μορφή van der Waals ετεροδομές χρησιμοποιείται με επιτυχία.
Οι κάθετες ετεροδομές Van der Waals είναι υβριδικά υλικά που αποτελούνται από εναλλασσόμενα στρώματα διαφορετικών κρυστάλλων, παρόμοια με τα κομμάτια Lego. Τα στρώματα μέσα σε τέτοιες ετεροδομές συγκρατούνται μεταξύ τους με δυνάμεις van der Waals (δυνάμεις διατομικής αλληλεπίδρασης).
Οι επιστήμονες του SSU έχουν διερευνήσει τη δυνατότητα υλοποίησης μιας επαφής μετάλλου-ημιαγωγού με βάση νέες διαμορφώσεις ετεροδομών van der Waals που σχηματίζονται από μια 2D μονοστιβάδα βοροφαινίου με μεταλλική αγωγιμότητα σε συνδυασμό με μονοστοιβάδες ημιαγωγών τύπου γραφενίου νιτριδίου του γαλλίου (GaN) και οξειδίου ψευδαργύρου (Z ).
Κατασκεύασαν ατομικά μοντέλα νέων ετεροδομών van der Waals και προέβλεψαν τις δομικές, ηλεκτρονικές και ηλεκτρικές τους ιδιότητες χρησιμοποιώντας μεθόδους προσομοίωσης υπολογιστή.
«Δείξαμε ότι οι προτεινόμενες διαμορφώσεις ετεροδομών είναι θερμοδυναμικά σταθερές και χαρακτηρίζονται από την απουσία ενεργειακού χάσματος μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας στην ηλεκτρονική δομή, γεγονός που υποδηλώνει την υψηλή ικανότητά τους να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Επιπλέον, διαπίστωσε ότι αυτές οι ετεροδομές επιδεικνύουν καλή σταθερότητα των τιμών του ρεύματος σε αλλαγές θερμοκρασίας σε χαμηλές τάσεις», δήλωσε ο Mikhail Slepchenkov, ΑναπληρωτήςΚαθηγητής του Τμήματος Ραδιομηχανικής και Ηλεκτροδυναμικής, SSU.
Σύμφωνα με τον ίδιο, με βάση τις προτεινόμενες ετεροδομές van der Waals, στο μέλλον, νέοι τύποι κάθετων τρανζίστορ πεδίου με φράγμα Schottky (ένα πιθανό φράγμα που εμφανίζεται στο στρώμα σχεδόν επαφής ενός ημιαγωγού που συνορεύει με ένα μέταλλο) και υψηλό -Μπορούν να αναπτυχθούν ανιχνευτές υπεριώδους ακτινοβολίας ακριβείας.
Τέτοιοι ανιχνευτές είναι σε ζήτηση σε πολλές εφαρμογές, για παράδειγμα, για φασματική ανάλυση βιολογικών και χημικών ουσιών, παρακολούθηση περιβάλλοντος, αστρονομική έρευνα, καθώς και για οργάνωση κλειστών επικοινωνιών μεταξύ τεχνητών δορυφόρων.
Η χρήση των προτεινόμενων διαμορφώσεων των ετεροδομών van der Waals, σύμφωνα με τους ερευνητές, θα παρέχει τα απαιτούμενα τρέχοντα χαρακτηριστικά των συσκευών και θα διατηρήσει τη δομική τους ακεραιότητα κατά τη μακροχρόνια λειτουργία.
Τα πλεονεκτήματα της ανάπτυξης, σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι υψηλότερες τρέχουσες τιμές σε σύγκριση με τα ανάλογα. Οι τιμές ρεύματος στις ίδιες τάσεις στις ετεροδομές βοροφαινίου/GaN και βοροφαινίου/ZnO που αναπτύχθηκαν από επιστήμονες SSU, που χρησιμοποιούνται ως επαφές Schottky, μετρώνται σε δεκάδες μικροαμπέρ, ενώ σε ήδη γνωστές ετεροδομές van der Waals, για παράδειγμα, βοροφένιο/ Τα MoS 2 δεν υπερβαίνουν πολλά νανοαμπέρ.
Επιπλέον, σύμφωνα με τους ερευνητές, η ετεροδομή βοροφαινίου/MoS 2 που χρησιμοποιείται σε άλλες μελέτες είναι δύο φορές κατώτερη σε ενέργεια δέσμευσης από την ετεροδομή βοροφαίνης/GaN που αναπτύχθηκε από επιστήμονες SSU και τρεις φορές κατώτερη από την ετεροδομή βοροφαινίου/ZnO.
Προκειμένου να εφαρμοστούν αποτελεσματικά νέες ετεροδομές σε νανο- και οπτοηλεκτρονικές συσκευές, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να εντοπίσουν τους καλύτερους τρόπους ρύθμισης των βασικών ηλεκτροφυσικών παραμέτρων τους, οι οποίοι μπορούν να εφαρμοστούν σε ένα πρακτικό πείραμα.
Η κατεύθυνση στην οποία διεξάγεται αυτή η έρευνα περιλαμβάνεται στο στρατηγικό έργο του Κρατικού Πανεπιστημίου του Σαράτοφ "Τεχνολογίες Πληροφορικής και η βάση στοιχείων μικρο- και νανοηλεκτρονικής terahertz ("ICT - Electronics")" του προγράμματος "Priority-2030" .
Τελευταία τροποποίηση στιςΤρίτη, 21 Φεβρουαρίου 2023 08:00