Ingrid Fadelli , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriQrafenlə təmasda olan qara fosfor nanoribbon sahə effektli tranzistorlara əsaslanan inteqral sxemin 3D elmi təsviri. Kredit: Changxin Chen Group, İnteqrasiya edilmiş Sxemlər Məktəbi, Şanxay Jiao Tonq Universiteti.

Qara fosfor nanoribbonları (BPNRs), qara fosforun nazik və dar lentə bənzər zolaqları, tənzimlənə bilən bant boşluğu da daxil olmaqla yüksək üstünlüklü elektron xüsusiyyətlər nümayiş etdirdiyi bilinir. Bu, mahiyyət etibarı ilə o deməkdir ki, elektronların bir-birinə bağlandığı bölgə (yəni, valentlik zolağı) ilə elektronların sərbəst hərəkət etdiyi (yəni, keçiricilik zolağı) arasındakı enerji fərqi nanorribbonların enini tənzimləməklə asanlıqla idarə oluna bilər.

Elektron cihazlar vasitəsilə elektrik cərəyanının axınına nəzarət edən komponentlər olan tranzistorların inkişafı üçün tənzimlənə bilən bant boşluğu vacibdir.

Bir neçə keçmiş tədqiqat elektronikanın inkişafı üçün BPNR-lərin vədlərini vurğulasa da, onların geniş miqyasda etibarlı istehsalına imkan verə biləcək strategiyalar hələ də yoxdur.

Şanxay Jiao Tonq Universitetinin və digər institutların tədqiqatçıları bu yaxınlarda ölçüsünə uyğun, yaxşı müəyyən edilmiş kənarları olan və minimal qüsurları olan yüksək keyfiyyətli BPNR-lərin reallaşdırılması üçün yeni genişlənə bilən strategiya təqdim etdilər.

Nature Materials -da dərc olunan məqalədə qeyd olunan onların təklif etdiyi yanaşma mayelərdə ultrasəs səs dalğalarından istifadə edərək laylı materialların soyulması üçün nəzərdə tutulmuş texnikaya əsaslanır.

Tədqiqata rəhbərlik edən professor Çanqsin Çen Phys.org-a bildirib ki, “Tədqiqat qrupumuz uzun müddətdir ki, ölçüləri və enerji istehlakı azaldılmış yüksək performanslı sahə effektli tranzistorlar yaratmaq üçün ideal kanal materiallarının müəyyənləşdirilməsinə həsr olunub”.

“BPNR-lər karbon nanoborular, qrafen nanoribbonlar və iki ölçülü (2D) qara fosfor (BP) kimi digər namizədlərə nisbətən kanal materialları kimi üstünlüklər təklif edir. Məsələn, BPNR-lər yarımkeçirici və ya metal ola bilən karbon nanoborucuqlarından fərqli olaraq tamamilə yarımkeçiricidir.

“Əlavə olaraq, BPNR-lər qrafen nanoribbonlarla müqayisədə hərəkətlilik və bant boşluğu arasında üstün mübadilə nümayiş etdirir. BPNR-lər həmçinin böyük sahəli, bir neçə qatlı 2D BP hazırlamaq ehtiyacından qaçır, böyük və geniş şəkildə tənzimlənən bant boşluqları təmin edir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1758190683&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-09-scalable-strategy-high-quality-black.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1758190683118&bpp=1&bdt=197&idt=52&shv=r20250917&mjsv=m202509110101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df6049ed7e99f41d6%3AT%3D1758189974%3ART%3D1758190676%3AS%3DALNI_MaaPMCT0xh3cG3vjPdhDrCm-4bmsQ&gpic=UID%3D000011649d2287ad%3AT%3D1758189974%3ART%3D1758190676%3AS%3DALNI_MYn_5IniDsN9mR9RitcGLlhmM6RdA&eo_id_str=ID%3D7ecb922b825847ec%3AT%3D1758189974%3ART%3D1758190676%3AS%3DAA-Afjb6HIEPaknKAwak0Eq3BEfy&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8260782532587&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=824&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2241&biw=1521&bih=738&scr_x=0&scr_y=0&eid=95367554%2C95370628%2C95370776%2C42533294%2C95371231&oid=2&pvsid=5793617231727965&tmod=808001351&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C824%2C1536%2C738&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDFd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=184

Bir müddətdir ki, Çen və onun həmkarları hamar kənarları və dəqiq müəyyən edilmiş istiqamətləri olan yüksək keyfiyyətli və dar BPNR-ləri həyata keçirmək üçün genişləndirilə bilən strategiya hazırlamağa çalışırlar. Onların son məqalələrində təqdim olunan istehsal strategiyası yeni təqdim edilmiş sonokimyəvi aşındırma texnikasına əsaslanır.

“Biz əvvəlcə kreslo istiqamətində bir qədər böyüdülmüş qəfəs parametri ilə kütləvi BP kristallarını sintez etmək üçün qısa yollu nəqliyyat reaksiyasından istifadə etdik” deyə Çen izah etdi.

“Bu gərginlik kristalın digər müstəvilərə deyil, kreslo istiqamətinə perpendikulyar olan kristal müstəvisi boyunca üstünlük təşkil etməyə imkan verir. Daha sonra biz kütləvi BP kristallarını açmaq üçün uyğun ultrasəs şərtləri tətbiq etdik və bununla da bir ölçülü (1D) yüksək keyfiyyətli BPNR-lər əldə etdik.”

Tədqiqatçılar yeni hazırladıqları strategiya ilə 32 nm-də mərkəzləşdirilmiş eni 1,5 nm qədər dar ola bilən nano lentlər yaratdılar; bu günə qədər bildirilmiş BPNR-lər arasında ən darı. Maraqlıdır ki, onların istehsal üsulu 95%-ə qədər məhsuldarlıq nümayiş etdirdi.

Üstəlik, yaranan BPNR-lərin dar eni və ziqzaq kənarları böyük bir bant boşluğuna səbəb oldu, onların demək olar ki, atomik olaraq hamar kənarları daşıyıcının səpilməsini basdırdı və yüksək hərəkətliliyə səbəb oldu.

“Biz kreslo istiqamətində bir qədər böyüdülmüş qəfəs parametri ilə sintez edilmiş kütləvi BP kristallarının sonokimyəvi aşındırılması yolu ilə yüksək məhsuldarlıqla, demək olar ki, atomik hamar kənarları və yaxşı müəyyən edilmiş kənar oriyentasiyası olan yüksək keyfiyyətli, dar BPNR-lərə nail olduq” dedi Çen.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

^{“Hazırlanmış BPNR-lərlə, 1,7×10 6} açma/söndürmə nisbəti və 1,506 sm ² V ^-1 s ^-1 hərəkətlilik ilə sahə effektli tranzistor performansı BPNR-lərə və ya 2D BP-ə əsaslanan FET-lər arasında indiyə qədər bildirilmiş ən yüksək əhatəli performansı təmsil edir.”

Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, Çen və həmkarları yaratdıqları BPNR-lərin həm də yaxın infraqırmızı fotodetektorlar kimi xidmət edə biləcəyini göstərdilər. Əslində, dar strukturlar 11,2 A/V cavabdehlik və 1,1×10 ¹¹ sm Hz ^1/2 Vt ^-1 xüsusi detektivlik nümayiş etdirərək , 1D nanomateriallar, 2D nanomateriallar və digər hibrid strukturlara əsaslanan mövcud yaxın infraqırmızı detektorların əksəriyyətini üstələdi.

Gələcəkdə bu tədqiqat qrupu tərəfindən hazırlanmış yeni istehsal yanaşması daha da təkmilləşdirilə və yüksək keyfiyyətli BPNR-lərin geniş miqyaslı istehsalına imkan yaradaraq real dünya şəraitində tətbiq oluna bilər. Bu, öz növbəsində, bu gün mövcud olanlardan əhəmiyyətli dərəcədə kiçik olan kompakt elektron və optoelektronik cihazların inkişafına yol aça bilər.

“Gələcək tədqiqatlarımızın bir hissəsi olaraq, bir istiqamətli düzülmə və vahid eni olan yüksək keyfiyyətli BPNR-lər istehsal etmək üçün idarə olunan strategiyalar hazırlayacağıq” dedi Çen.

“Belə strategiyalar BPNR-lər üçün miqyaslılıq və struktur dəyişkənliyində mövcud problemlərin aradan qaldırılması üçün çox vacibdir və nəticədə BPNR-lərin geniş miqyaslı inteqral sxemlərə etibarlı şəkildə inteqrasiyasına imkan verəcəkdir.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Eqan tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Teng Zhang et al, Təxminən atomik hamar kənarları və yaxşı müəyyən edilmiş kənar oriyentasiyası olan yüksək keyfiyyətli dar qara fosfor nanoribbonları, Təbiət Materialları (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02314-7 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Materialları 

© 2025 Science X Network