Исследователи Северо-Западного университета сделали значительный шаг к созданию сложной электроники наноразмеров. Объединив два атомно тонких материала — дисульфид молибдена и углеродные нанотрубки — они создали диод с p-n гетеропереходом, поверхность раздела между двумя типами полупроводниковых материалов.«Диод с pn-переходом — один из наиболее распространенных компонентов современной электроники», — сказал Марк Херсам, заведующий кафедрой педагогического мастерства Бетт и Нейсон Харрис факультета материаловедения и инженерии Северо-западной школы инженерии и прикладных наук Маккормика и директор Северо-Западного института. Университетский центр материаловедения. «Создав это устройство с использованием атомарно тонких материалов, мы не только реализуем преимущества обычных диодов, но и достигли возможности электронной настройки и настройки характеристик устройства.
Мы ожидаем, что эта работа откроет новые типы электронных функций и может быть применена к растущее количество появляющихся двумерных материалов ».Выделение за последнее десятилетие атомно тонких двумерных кристаллов, таких как графен, углеродная решетка толщиной в один атом, побудило исследователей сложить два или более отдельных двухмерных материала для создания высокопроизводительных сверхтонких электронных компонентов. устройств. Хотя в этом направлении был достигнут значительный прогресс, один из наиболее важных электронных компонентов — диод с p-n переходом — заметно отсутствовал.
Среди наиболее широко используемых электронных структур диод с p-n-переходом лежит в основе ряда технологий, включая солнечные элементы, светодиоды, фотодетекторы, компьютеры и лазеры.Помимо своей новой электронной функциональности, диод с p-n гетеропереходом также очень чувствителен к свету. Этот атрибут позволил авторам изготовить и продемонстрировать сверхбыстрый фотодетектор с электронно настраиваемой длиной волны.
Исследование было опубликовано 21 октября в Трудах Национальной академии наук.Помимо Херсама, ведущими исследованиями были Линкольн Лаухон, профессор материаловедения и инженерии, и Тобин Маркс, Владимир Н. Ипатьев, профессор каталитической химии и (любезно) материаловедения и инженерии.
Другими авторами статьи являются постдокторанты Винод Сангван, Чунг-Чианг Ву и Прадьюмна Прабхумираши, а также аспиранты Дип Джаривала и Майкл Гейер, все из которых связаны с Северо-Западным университетом.Это исследование было поддержано Центром исследования материалов и инженерии (MRSEC), финансируемым Национальным научным фондом, и Управлением военно-морских исследований.