JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Tieteilijät ovat tutkineet miten 2D-elektronikaasua voidaan käyttää muun muassa suprajohteissa, toimilaitteissa ja elektronisissa muistipiireissä. Japanilaisen Tohoku-yliopiston tutkijat ovat yhdessä kansainvälisten kollegoiden kanssa tunnistaneet hiljattain perovskiittityyppisen materiaaliryhmän atomirakenteen, joka osoitti mielenkiintoisia kaksiulotteisia johtavia ominaisuuksia.

Tutkitut materiaalit koostuivat strontium-, niobium- ja happiatomeista. Tutkimuslaitteidensa tulokset yhdistettynä teoreettisiin laskelmiin osoittivat, miten happiatomien lisääminen strontium-niobaatteihin vaikuttavat niiden johtavuuteen.

Happiatomien pitoisuudesta riippuen muodostui neljä eri materiaalia. Niistä kolme oli sähkönjohteita ja neljäs eriste. Atomien mittakaavassa materiaali muodostui vuorottelevista ketjun kaltaisista ja siksak-tyyppisistä sahalaitaisista tasoista.

Riippuen happiatomien pitoisuudesta ketjun kaltaiset levyt olivat materiaalin sisällä kaksi, kolme tai neljä kerrosta paksuja. Siksak-tasot olivat eristäviä kerroksia kaikissa materiaaleissa, kun taas ketjumaiset tasot olivat johtavia kolmessa neljästä materiaalista.

Kaksiulotteiset johtavat kerrokset muodostetaan tavallisesti luomalla rajapinta kahden eristeen välille. Nyt on mahdollista saavuttaa sama tavoite segmentoimalla 3D-johtavat materiaalit pinnoiksi johtavien 2D-kerrosten erottamilla eristekerroksilla, tutkijat kertovat ACS Nano -lehdessä julkaistussa tutkimuksessaan.

Ympäri maailmaa etsitään myös keinoja parantaa kaksiulotteisten materiaalien suorituskykyä tulevissa elektroniikka-, fotoniikka- ja muistipiirisovelluksissa.

Tutkijat tekevät 2D-materiaaleja kuorintamenetelmällä tai kondensoimalla kaasun esiaste substraatille, mutta menetelmä ei ole realistinen piirivalmistuksessa. Teollisissa sovelluksissa vakiintunut menetelmä tuottaa heikomman suorituskyvyn 2D-kalvoja.

Penn State Universityn johtamat tutkijat osoittivat, miksi kemiallisen höyrysaostusmenetelmän avulla kasvatettujen 2D-materiaalien laatu on heikko verrattuna niiden teoreettisiin ennusteisiin.

Osoittautui, että käytetty safiirialusta sotkee elektronejaan kalvoon ja siten rajoittaa sekä fotoluminesenssin intensiteettiä että kantajien käyttöikää, kaksi tärkeää ominaisuutta optoelektronisissa sovelluksissa.

Sittemmin toinen tutkimusryhmä kehitti tähän löytöön sopivan seostustekniikan. Käyttäen hapella käsiteltyä substraattipintaa ryhmä poisti alustan vaikutuksen ja seosti molybdeenidisulfidin 2D-kalvoa reniumatomeilla.

Tällä substraatilla seostus saattoi nousta jopa 1 atomiprosenttiin, mikä on korkein koskaan raportoitu konsentraatio. Odottamaton lisähyöty oli, että seostus passivoi rikkivakansseja, jotka ovat olleet pitkäaikainen ongelma 2D-materiaaleissa.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 8.12.2018

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

Mitä IoT-rauta vaatii?

Pärjätäkseen IoT-markinoilla laitevalmistajien täytyy oppia innovoimaan nopeammin. IoT-sovelluksien kirjo on loppumaton ja menestyvät yritykset antavat kehittäjilleen mahdollisuuden jatkuvasti tunnistaa ja toteuttaa uusia ja yhä hyödyllisempiä tapoja valjastaa käyttöön antureita, monitoroida erityyppistä dataa ja ohjata laitteiden ekosysteemejä.

Lue lisää...
 
ETN_fi Viranomaisverkko Virveen tulee mobiililaajakaista ensi vuonna. Kumppanioperaattorikin selviää kilpailutuksessa v. 2… https://t.co/TtNorpIQy2
ETN_fi Ensimmäinen AVR-pohjainen Arduino-kortti. Lisätietoja Mouserilta. https://t.co/7yazvkOkV1
ETN_fi Nokialle 2+ mrd euron sopimukset kiinalaisoperaattorien kanssa. https://t.co/LJ6OPq0kb7
ETN_fi Mercedes voittaa jatkossa F1- ja sähköformulakisoja On Semin tehonhallintatekniikalla. VB77 for WDC in 2019! https://t.co/EjpdlTQwop
ETN_fi Beneq's transparent Lumineq matrix displays just got a lot bigger. See https://t.co/FDvZwrVGId
 
 

ny template