El ditellururo de molibdeno MoTe2 es un compuesto cristalino que, si es lo suficientemente puro, puede usarse como transistor. Su estructura molecular es un sándwich atómico compuesto por un átomo de molibdeno por cada dos átomos de teluro [HY1]. Primero se hizo en el1960 a través de varios métodos de fabricación diferentes, pero hasta el año pasado nunca se había fabricado en una forma lo suficientemente pura como para ser adecuado para la electrónica.
El año pasado, un equipo de investigación multidisciplinar dirigido por el Centro de Física de Nanoestructura Integrada del Instituto de Ciencias Básicas de Corea del Sur IBS en la Universidad de Sungkyunkwan SKKU Young Hee Lee ideó un método de fabricación para la creación de MoTe2 puro.lograron hacer MoTe2 en forma pura, pudieron hacer dos tipos: una variedad semiconductora llamada 2H-MoTe2 2H debido a su forma hexagonal y una variedad metálica llamada 1T'-MoTe2 1T 'porque tieneuna forma octaédrica, que son estables a temperatura ambiente
Hacer MoTe2 en forma pura fue muy difícil y algunos lo vieron como una oveja negra de la familia de dichoscocogenuros de metal de transición TMD y se ignoró a propósito. Los TMD son moléculas que pueden hacerse extremadamente delgadas, solo varias capas atómicas, ytienen una propiedad eléctrica llamada banda prohibida, que los hace ideales para fabricar componentes eléctricos, especialmente transistores.
Un cristal TMD sigue un formato MX2: hay un metal de transición, representado por M M puede ser tungsteno, molibdeno, etc. y dos calcogenuros, el X2 azufre, selenio o teluro. Estos átomos forman un delgado, sandwich molecular con un metal y dos calcogenuros, y dependiendo de su método de fabricación puede existir en varias disposiciones atómicas de formas ligeramente diferentes.
La abrumadora mayoría de los microchips que existen en la electrónica ahora están hechos de silicio y funcionan extremadamente bien. Sin embargo, a medida que los dispositivos se hacen más pequeños, existe una creciente demanda de reducir el tamaño de los chips lógicos que hacen que esos dispositivos funcionen.los chips se aproximan al grosor de un átomo o de varios átomos comúnmente conocido como bidimensional, el silicio ya no funciona tan bien como en una escala más grande, tridimensional 3D. A medida que la escala se acerca a 2 dimensiones 2D, elEl intervalo de banda de los cambios de silicio intervalo de banda mayor que el de su forma 3D y los puntos de contacto con las conexiones de metal en el silicio ya no son lo suficientemente suaves como para ser utilizados de manera eficiente en los circuitos eléctricos.
Esta es la oportunidad perfecta para emplear materiales nuevos y exóticos de TMD. El equipo de investigación del IBS pudo explotar las dos versiones de MoTe2 y hacer un cristal 2D compuesto por el 2H-MoTe2 semiconductor y el 1T'-MoTe2 metálico.Esta configuración es superior al uso de silicio y otros semiconductores 2D porque el límite donde se unen el MoTe2 semiconductor 2H y metálico 1T ' tiene lo que se llama homojunción am óhmica. Esta es una conexión que se forma en el límite entre dos diferentesfases estructurales en un solo material. A pesar de que un estado de MoTe2 es un semiconductor y otro es metálico, el equipo pudo crear una homojunción óhmica entre ellos, haciendo una conexión extremadamente eficiente.
Para hacer esto, el equipo comenzó con un pedazo de su 2H-MoTe2 puro que tenía varios átomos de espesor. Dirigieron un láser de 1 µm de ancho un cabello humano mide 17 a 181 µm en el 2H-MoTe2 que calienta localmente elmuestra y cambió el área afectada en 1T'-MoTe2. Con este método, el equipo pudo crear un transistor 2D que utilizaba una amalgamación tanto de las propiedades semiconductoras del material 2H-MoTe2 como de la alta conductividad del 1T '-MoTe2.
Esta es una solución inteligente para varios problemas que han obstaculizado a los científicos e ingenieros en el pasado. Al usar solo un material en el canal del dispositivo y la unión de metal-semiconductor, es más eficiente desde el punto de vista energético ya que las uniones entre las dos fases de laLos MoTe2 se fusionan a la perfección y se dan cuenta de un contacto óhmico en las uniones. Debido a que 1T'-MoTe2 es un buen conductor, los electrodos metálicos se pueden aplicar directamente, lo que ahorra cualquier trabajo adicional de encontrar una manera de conectar cables metálicos. Esta nueva técnica de fabricación esuna forma hipereficiente de utilizar el MoTe2 disponible sin desperdicio ni partes extrañas.
Cuando se le preguntó acerca de su potencial para uso futuro, el profesor Heejun Yang de SKKU dijo: "Hay muchos candidatos para semiconductores 2D, pero MoTe2 tiene una brecha de banda de alrededor de 1 eV que es similar a la brecha de banda de silicio y permite una homojunción óhmicaen las uniones semiconductoras y metálicas ". Esto significa que MoTe2 puede reemplazar el silicio sin muchos cambios en las configuraciones de voltaje actuales utilizadas con las tecnologías de silicio actuales. El transistor MoTe2 de doble fase parece prometedor para su uso en nuevos dispositivos electrónicos a medida que aumenta la demanda de componentes para los materialesque son pequeños, ligeros y extremadamente eficientes energéticamente.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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