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美开发出砷化铟二维半导体量子膜
材料来源:科技日报           录入时间:2011-11-16 11:42:37

美国加利福尼亚大学伯克利分校研究人员开发出一种全新的二维半导体,这是一种由砷化铟制造的“量子膜”,具有带状结构,只需简单地减小尺寸就能从块状三维材料转变为二维材料。相关论文发表在近期出版的《纳米快报》上。

当半导体材料的尺寸小到纳米级,它们在电学和光学方面的性质就会发生极大改变,产生量子限制效应,由此人们可以制造出被称为量子膜的二维晶体管。量子膜约为10纳米或更少,其运行基本上被限制在一个二维空间中。由于这种独特的性质,它们能在高度专业化的量子光学与电子应用领域大展所长。

目前二维半导体方面的研究大部分要用到石墨烯类的材料。加州大学伯克利分校的阿里·杰维带领的研究小组通过另一种途径制造出了砷化铟“量子膜”。而且新量子膜可以作为一种无需衬底的独立材料,能和各种衬底结合,而以往其他同类材料只能用于一种衬底。

他们先在锑化镓(GaSb)和锑化铝镓(AlGaSb)衬底上生长出了砷化铟,将它置于顶层并设计成任何想要的样子,然后将底层腐蚀掉,把剩下的砷化铟层移到任何需要的衬底上,制成了最终产品。

为了测试产品的效果,研究小组把不同厚度(5纳米到50纳米)的砷化铟量子膜转印到透明衬底上,对其进行光吸收实验,他们能直接观察到量子化的亚带,并绘制出了每个亚带的光学性质。在测试它们的电学性质过程中,研究小组还观察到明显的量子限制效应,电子移动与传统的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)截然不同。

研究人员表示,该研究不仅给半导体家族增添了一种新材料,也有助于人们理解结构限制性材料的原理,带来更多的特殊材料,在二维物理基础设备研究方面迈出了重要一步。


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