ساخت ترانزیستورهای اثر میدان کارا با لایه‌های نازک مشابه گرافن

[ERF@N]

پژوهشگران دانشگاه رایس با همکاری محققان دانشگاه صنعتی نانیانگ سنگاپور روش ساده‌ای برای تولید لایه‌های نازک دی‌سلنید مولیبدن ارائه کردند و با استفاده از این لایه‌های نازک، ترانزیستورهای اثرمیدان جدیدی ساختند که عمکرد بهتری نسبت به ترانزیستورهای رایج دارد.

لایه‌های نازک دی‌سلنید مولیبدن که ضخامتی به اندازه‌ی یک اتم دارند، دارای خواصی مشابه گرافن هستند و در برخی موارد عملکرد بهتری نسبت به گرافن دارند؛ بنابراین برای ساخت ادوات الکترونیکی نظیر دیودهای نشر نور یا ترانزیستورهای قابل سوئیچ، گزینه‌ی مناسبی هستند.

این گروه تحقیقاتی، از رسوب شیمیایی فاز بخار (CVD) برای ساخت این لایه‌ها استفاده کردند. دستاوردهای این پروژه بسیار جالب توجه است زیرا CVD ابزاری است که برای تولید مواد نیمه‌هادی مختلف نظیر سیلیکون و الیاف کربنی استفاده می‌شود. نتایج این پژوهش در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.

پولیک آجایان از محققان این پروژه می‌گوید: این روش جدید ما را قادر می‌کند تا از خواص منحصربه فرد دی‌سلنید مولیبدن در حوزه‌های مختلف استفاده کنیم. دی سلنید مولیبدن برخلاف گرافن، که در حال حاضر با ابعاد بزرگ تولید می‌شود، فرآیند سنتز بسیار دشواری دارد. در این پروژه ما موفق شدیم روشی کارا و پایدار برای تولید انبوه این ماده ارائه کنیم. ما قصد داریم تا از این روش برای تولید مواد دو بعدی دیگر نیز استفاده کنیم.

این گروه، از لایه‌های نازک دی‌سلنید مولیبدن برای تولید ترانزیستورهای اثرمیدان استفاده کردند. نتایج نشان داد که ترانزیستور ساخته شده با لایه‌ی نازک دی‌سلنید مولیبدن دارای کارایی بالاتری نسبت به ترانزیستورهای رایج است. مزیت دیگر این ترانزیستور آن است که فرآیند ساخت آن ساده‌تر است. این گروه پژوهشی نشان دادند که سرعت تحرک الکترون در ترانزیستورهای اثرمیدانی که آن‌ها ساخته‌اند، بسیار بیشتر از ترانزیستورهای دی‌سولفید مولیبدن رایج است.

در علم فیزیک حالت جامد، تحرک الکترون به سرعت حرکت الکترون در حین عبور از فلزات یا مواد نیمه‌هادی در حضور میدان الکتریکی گفته می‌شود. موادی که تحرک الکترونی در آنها بالاست، به دلیل کاهش اتلاف انرژی و تولید گرما، برای تولید ادوات الکترونیکی مناسب‌تر هستند.

دی‌سلنید مولیبدن و دی‌سولفید مولیبدن به دسته‌ای از مواد گفته می‌شود که با نام دی‌کالکوژناید فلزات انتقالی شهرت دارند. این مواد دو عنصری هستند که یکی از عناصر تشکیل دهنده آن‌ها فلزات انتقالی است.