Dexter Johnson
IEEE Spectrum
Международная группа исследователей из Германии и США изготовила первый полевой транзистор на основе черного фосфида мышьяка.
|
|
| Кристаллы полупроводящего черного фосфида мышьяка. (Фото Andreas Battenberg, Мюнхенский технический университет). |
В исследовании, отчет о котором был опубликованном в журнале Advanced Materials, ученые из Мюнхенского технического университета и Регенсбургского университета (Германия), а также Университета Южной Калифорнии и Йельского университета в США разработали новый метод синтеза черного фосфида мышьяка, не требующий обычно необходимого высокого давления, что существенно сокращает расход энергии и, тем самым, снижает затраты на производство.
Черный фосфор был известен уже порядка 100 лет назад, однако недавно он был синтезирован в форме двумерного материала, названного фосфореном с оглядкой на его двухмерного кузена – графен. Черный фосфор весьма привлекателен как материал для производства электронных компонентов, например, полевых транзисторов, что обусловлено наличием у него запрещенной зоны, и тем, что это один из немногих двумерных материалов, изначально являющийся полупроводником p-типа.
Немецко-американская команда ученых заменила отдельные атомы фосфора атомами мышьяка таким образом, что когда концентрация мышьяка в материале достигает 83 процентов, ширина его запрещенной зоны уменьшается до крайне малого значения 0.15 эВ. В результате, как полагают исследователи, этот материал идеально подойдет для датчиков длинноволнового инфракрасного излучения, используемых, например, в автомобильных лидарах для измерения расстояний.
Столь малый разрыв между валентной зоной и зоной проводимости не нужен. Точно управлять шириной запрещенной зоны исследователи могут путем простого изменения концентрации мышьяка.
«Это позволяет нам производить материалы с ранее недостижимыми электронными и оптическими свойствами в энергетическом окне, которое до настоящего времени было недоступно», – сообщил в пресс-релизе Том Найлджес (Tom Nilges), руководитель исследовательской группы Мюнхенского технического университета.
Исследователи ожидают, что как графен и другие двумерные материалы, этот материал сможет найти применение в гибкой электронике, где по своей прочности и гибкости он намного превзойдет хрупкий кремний.
