Investigadores del Centro de Física Integrada de Nanoestructura CINAP dentro del Instituto de Ciencias Básicas han estudiado asiduamente la relación entre aisladores y conductores. El equipo internacional, encabezado por el director de CINAP, Young Hee Lee, ha probado exhaustivamente el boro hexagonal en capasnitruro h-BN: un material aislante bidimensional 2-D de notables propiedades. Todos los átomos en los materiales de la capa 2-D están expuestos a la superficie, las propiedades físicas y químicas relacionadas están fuertemente influenciadas por los materiales adyacentes.y a veces corrugación superficial.
Buscando un nuevo camino: las interacciones de aisladores y conductores
Los conductores y aislantes existen en todas partes de la vida y permiten realizar tareas triviales y vitales: agitar una olla de sopa o el flujo de electricidad, como la corriente de un río, alimentar generadores en hospitales e incluso la pantalla de la computadoraestás mirando ahora mismo. Un material conductor, como el metal, permite que los electrones fluyan libremente de un material a otro permitiendo que la carga viaje a través de toda su superficie. Si el material toca otro material conductor, la carga se transfiere y repite el ejercicioperpetuamente, es decir, a menos que interactúe con un aislante.
Interacciones de aisladores y conductores
Imagine la relación entre nuestros dos actores como un automóvil que cruza una larga y recta carretera con semáforos salpicados por todas partes. El automóvil, que representa al conductor, corre libremente hasta que se enciende una luz roja, el aislante y el circuitose rompe. Los aisladores son materiales que impiden el movimiento libre de electrones de un átomo a otro y de una molécula a otra. Si una carga que fluye a través de un conductor se transfiere repentinamente a un aislante, el exceso de carga permanecerá en la ubicación inicial.Permitir que los electrones fluyan libremente, de forma similar al automóvil forzado a sentarse pacientemente en una luz roja.
Investigadores del Centro de Física Integrada de Nanoestructura CINAP dentro del Instituto de Ciencias Básicas han estudiado asiduamente la relación entre aisladores y conductores. El equipo internacional, encabezado por el director de CINAP, Young Hee Lee, ha probado exhaustivamente el boro hexagonal en capasnitruro h-BN: un material aislante bidimensional 2-D de notables propiedades. Todos los átomos en los materiales de la capa 2-D están expuestos a la superficie, las propiedades físicas y químicas relacionadas están fuertemente influenciadas por los materiales adyacentes.y, a veces, corrugación de la superficie. Por lo tanto, se requiere un cuidado especial para lidiar con materiales en capas atómicamente delgadas. Hay varias propiedades físicas y químicas únicas de h-BN, que tienen aplicaciones potenciales como lubricante seco, capa de pasivación y emisor ultravioleta profundo.
Según el artículo del equipo, publicado en Nature Communications, la capa h-BN también es superior a su aislante de la competencia, el dióxido de silicio SiO2, ya que "ha demostrado ser un sustrato ideal {material de soporte} para 2-Dmateriales debido a su planitud atómica, gran espacio de banda, excelente resistencia mecánica, ausencia de enlaces colgantes y bajo apantallamiento dieléctrico ". El compuesto es muy deseado para numerosas aplicaciones de dispositivos reales en la fabricación de teclados y cableado eléctrico".
Proceso de síntesis
En el documento, el equipo informa sobre películas de h-BN de gran área cultivadas por deposición química de vapor CVD usando papel de cobre papel de aluminio. El CVD es un método empleado para producir materiales sólidos de alta calidad y alto rendimiento.El h-BN 5-15 nm está controlado por la velocidad de enfriamiento, es decir, los átomos de nitrógeno y boro segregados que se precipitan en un sustrato de hierro a alta temperatura.
Los transistores de efecto de campo FET con grafeno monocapa de cultivo CVD, disulfuro de molibdeno monocapa MoS2 y diselenuro de tungsteno monocapa WSe2, ambos materiales semiconductores, se fabrican en los sustratos h-BN multicapa crecidos, logrando el portadorMovilidades tan altas como ~ 24,000, 40 y ~ 9 cm2 V-1s-1 a temperatura ambiente, respectivamente. La movilidad de grafeno informada es el valor más alto entre los de los informes anteriores con muestras de grafeno cultivadas con CVD en h-BN sustratos.
Aplicación de la vida real de h-BN en materiales 2-D
El nitruro de boro hexagonal es un sustrato ideal para materiales bidimensionales que incluyen grafeno y la familia de monocapas de dichoslcogenuros de metal de transición TMdC. Si bien el exfoliado h-BN resultó en un rendimiento muy alto, la integración no es posible con un área limitada.El h-BN cultivado con CVD se puede integrar fácilmente con varios materiales 2-D. Para demostrar que la película h-BN es un sustrato potencial, los dispositivos de grafeno, MoS2 y WSe2 se fabricaron en la parte superior de nuestro h-BN. El sustrato h-BN de gran área y alta calidad en este trabajo no solo promueve el alto rendimiento de la nanoelectrónica 2-D para el futuro, sino que también proporciona una nueva técnica de síntesis para potenciales materiales multicapa 2-D.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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