(c) Graphicstock

Jak odstranit defekty na rozhraní kovu a polovodiče

Drobné defekty v polovodičích zvyšují energetickou náročnost zařízení (odpor, zahřívání). Nový postup nabízí díky slabým interakcím (van der Waalsovým silám) vylepšení parametrů.
Vědci z University of California v Los Angeles popisují v Nature svou novinku následujícím způsobem. Při standardním uspořádání polovodiče mezi dvěma kovovými elektrodami vznikají na úrovni atomů vady – oblasti, kde se elektrony zachycují a materiálem procházejí obtížněji. Tak to alespoň funguje při nejčastějším způsobu výroby elektrod, fyzikální depozici par kovů na křemíku nebo jiném polovodiči. Mezi kovem a křemíkem přitom vznikají klasické (silné) chemické vazby. Jenomže atomy polovodiče a kovu bývají různě velké nebo mají různý tvar, takže struktura na sebe přesně nelícuje a výsledkem jsou právě chyby – mezery, které se navíc mohou šířit i dál do struktury polovodiče. Elektrony pak pro průchod potřebují více energie.
Nově použité slabé van der Waalsovy síly umožňují vázat k sobě i materiály, které k sobě přesně nelícují, atomy se přitom tolik nedotýkají. Slabá interakce stačí udržet pohromadě vrstvy tlusté do zhruba 10 nanometrů – zde je tedy miniaturizace na úroveň atomů nikoliv překážkou, ale výhodou, která umožňuje použít efektivnější technologii.
Ve 30. letech 20. století bylo zformulováno Schottky-Mottovo pravidlo, popisující maximální efektivitu pohybu elektronů přes rozhraní kov-polovodič (parametry jsou výstupní práce elektronu z kovu a elektronová afinita polovodiče). V praxi se však tohoto limitu nepodařilo dosahovat právě kvůli vadám na atomární úrovni. Nyní se ukázalo, že dosažené hodnoty konečně pravidlu odpovídají (lze to chápat i tak, že pravidlo se poprvé podařilo ověřit).
Nová technologie by se mohla uplatnit prakticky všude, kde dnes používáme tranzistory a diody. Autoři výzkumu se zabývají i využitím van der Waalsových sil při aplikacích grafenu a dalších 2D materiálů.

Zdroj: Phys.org a další
Yuan Liu et al. Approaching the Schottky–Mott limit in van der Waals metal–semiconductor junctions, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0129-8

3d struktura proteinů, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Miniaturní systém CRISPR od archea

CRISPR, revoluční technologie na úpravu DNA využitelná v medicíně i při šlechtění, je odvozena od …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close