En el campo de la electrónica 2D, la norma solía ser que el grafeno es el principal protagonista y el nitruro de boro hexagonal hBN es su soporte pasivo aislante. Investigadores del Centro de Materiales de Carbono Multidimensional CMCM dentro del Instituto de Ciencias BásicasIBS, Corea del Sur hizo un descubrimiento que podría cambiar el papel de hBN. Han informado que el apilamiento de láminas ultrafinas de hBN de una manera particular crea un límite conductor con un intervalo de banda cero. En otras palabras, el mismo material podría bloquear el flujode electrones, como buen aislante, y también conducen electricidad en un lugar específico. Publicado en la revista Avances científicos se espera que este resultado aumente el interés en hBN al darle una parte más activa en la electrónica 2D.
Al igual que el grafeno, el hBN es un material 2D con alta estabilidad química, mecánica y térmica. Las láminas de hBN se asemejan a un alambre de gallina y están hechas de anillos hexagonales de átomos alternos de boro y nitrógeno, fuertemente unidos. Sin embargo, a diferencia del grafeno, hBNes un aislante con un gran intervalo de banda de más de cinco electronVolts, lo que limita sus aplicaciones.
"A diferencia del amplio espectro de aplicaciones propuestas para el grafeno, el nitruro de boro hexagonal a menudo se considera un material inerte, en gran parte confinado como barrera de sustrato o electrones para dispositivos basados en material 2D. Cuando comenzamos esta investigación, estábamos convencidos de quereducir el intervalo de banda de hBN podría darle a este material la versatilidad del grafeno ", dice el primer autor, Hyo Ju Park.
Varios intentos de reducir el intervalo de banda de hBN han sido en su mayoría ineficaces debido a sus fuertes enlaces covalentes de boro-nitrógeno y la inercia química. Investigadores del SII en colaboración con colegas del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST, Universidad de Sejong, Corea,y la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, lograron producir un límite de apilamiento particular de algunas capas de hBN que tienen un intervalo de banda de cero electronVolts.
Dependiendo de cómo se apilan las hojas de hBN, el material puede asumir diferentes configuraciones. Por ejemplo, en la llamada disposición AA?, Los átomos en una capa están alineados directamente en la parte superior de los átomos en otra capa, pero sucesivamentelas capas se rotan de manera que el boro se encuentre en el nitrógeno y el nitrógeno en los átomos de boro. En otro tipo de diseño, conocido como AB, la mitad de los átomos de una capa se encuentran directamente sobre el centro de los anillos hexagonales de la lámina inferior, y la otralos átomos se superponen con los átomos debajo.
Por primera vez, el equipo ha informado de límites de apilamiento AA? / AB atómicamente definidos formados en hBN de pocas capas cultivadas por deposición química de vapor. Caracterizado por una línea de anillos hexagonales oblongos, este límite específico tiene un intervalo de banda cero. Para confirmar estoComo resultado, la investigación realizó varias simulaciones y pruebas mediante microscopía electrónica de transmisión, cálculos de teoría funcional de densidad y simulaciones de dinámica molecular ab initio.
"Un canal de conducción atómica amplía el rango de aplicación de nitruro de boro infinitamente y abre nuevas posibilidades para todos los dispositivos nanoelectrónicos de hBN o todos", señala el autor correspondiente Zonghoon Lee.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :