Tədqiqat qrupu 2D yarımkeçiricilər üçün yeni sintez texnologiyasını uğurla inkişaf etdirib. Bu texnika müxtəlif substratlarda vafli miqyaslı tək kristal 2D yarımkeçiricilərin birbaşa böyüməsinə imkan verir. Tədqiqat Nature jurnalında dərc olunub .

Süni intellekt (AI) texnologiyasının inkişafı ilə yarımkeçirici cihazlarda enerji istehlakının azaldılması üzrə fəal tədqiqatlarla yanaşı təkmilləşdirilmiş yarımkeçirici performansa tələbat artmışdır . Nəticədə adi silikonu əvəz edəcək yeni yarımkeçirici materiallar diqqəti cəlb edir.

Onların arasında keçid metalı dikalkogenidləri (TMDs) kimi 2D materiallar nazik quruluşu və əla elektrik xüsusiyyətlərinə görə yeni nəsil yarımkeçiricilər kimi vurğulanıb. Bununla belə, hazırda onları yüksək keyfiyyətlə sintez etmək və sənayedə istifadə etmək üçün kütləvi istehsal texnologiyası yoxdur.

Bu günə qədər ən perspektivli sintez üsulu olan kimyəvi buxar çökməsi (CVD), elektrik xüsusiyyətlərinin pozulması və yetişdirilmiş TMD-lərin müxtəlif substratlara köçürülməsi zərurəti kimi problemlərdən əziyyət çəkir və prosesə əlavə mürəkkəblik əlavə edir. Bundan əlavə, yüksək kristallıq substratlarda TMD-ləri yetişdirən “epitaksiya” üsulu da köçürmə prosesi tələb edir və xüsusi substratlarla məhdudlaşır.

Nəticə etibarilə, yüksək keyfiyyətli TMD-lərə əsaslanan qabaqcıl 3D inteqrasiya texnologiyasının inkişafı müasir yarımkeçirici sənayesində həlledici problem kimi ortaya çıxdı və yeni TMD sintez metoduna təcili ehtiyacı daha da vurğuladı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741169441&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-synthesis-technology-crystal-2d-semiconductors.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDIiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQyIl1dLDBd&dt=1741169441077&bpp=1&bdt=88&idt=270&shv=r20250303&mjsv=m202503030101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741166708%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741166708%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741166708%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6537092611485&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1676&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090736%2C31090746%2C95354314%2C95354322%2C95354338%2C31090729%2C31090357%2C95350015%2C95353078%2C95353782&oid=2&pvsid=598068271949550&tmod=701748179&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=276

Bu problemi həll etmək üçün tədqiqat qrupu tamamilə yeni bir böyümə metodu hazırladı. Onlar qrafen və altıbucaqlı bor nitridi kimi 2D materiallarından şablonlar kimi istifadə edən, istənilən substratda mükəmməl tək kristal TMD filmlərinin sintezini təmin etmək üçün TMD kristal düzülməsinə rəhbərlik edən bir yanaşma təqdim etdilər. “Hipotaksiya” adlanan bu texnika dünyada ilk dəfə işlənib hazırlanmışdır. “Hipotaksiya” adı sintez edilmiş filmlərin aşağıya doğru böyümə xarakteristikasını əks etdirən “hypo” (“aşağı” mənasını verir) və “taxy” (“tənzimləmə” mənasını verir) birləşməsindən yaranmışdır.

Bu texnologiya əhəmiyyətli sənaye potensialına malikdir, çünki o, bir kristallı TMD-lərin aşağı temperaturda (400°C) böyüməsinə imkan verir və onu mövcud yarımkeçirici istehsal prosesləri ilə uyğunlaşdırır. Bundan əlavə, qrafen şablonu çıxarıldıqdan sonra proses tələb etmədən təbii olaraq yox olur və metal filmin qalınlığı TMD təbəqələrinin sayını tənzimləmək üçün dəqiq idarə oluna bilər. Bu fərqləndirici xüsusiyyətlər hipotaksiyanı mövcud üsullardan fərqləndirir.

Bundan əlavə, hipotaksiya vasitəsilə sintez edilmiş TMD-lərdən istifadə etməklə hazırlanmış yarımkeçirici qurğular yüksək yük daşıyıcısının hərəkətliliyi və əla cihaz vahidliyi nümayiş etdirdi ki, bu da hipotaksiyanın yüksək performanslı, yüksək inteqrasiyalı 2D yarımkeçirici cihazların inkişafına və yeni nəsil 2D yarımkeçiricilərin kommersiyalaşdırılmasına töhfə vermək üçün böyük potensiala malik olduğunu göstərir.

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 .Abunə ol

2D yarımkeçirici artımında tətbiqindən başqa, hipotaksiya bütün kristal nazik təbəqə materiallarının sintezində tətbiq oluna bilən innovativ üsul kimi tanınır. Yalnız ənənəvi yarımkeçirici istehsal üsullarının məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaqla deyil, həm də şablonlaşdırma vasitəsilə kristal oriyentasiyası və strukturu üzərində dəqiq nəzarəti təmin etməklə , bu yanaşma əvvəllər heç vaxt təklif edilməmiş bir təməlqoyma üsulu təqdim edir.

Tədqiqata rəhbərlik edən professor Gwan-Hyoung Lee tədqiqatın əhəmiyyətini vurğulayaraq dedi: “İnkişaf etdiyimiz hipotaksiya texnikası epitaksiyanın məhdudiyyətlərini aradan qaldırır, ilk dəfə 1930-cu illərdə təklif edilmiş bir konsepsiya və müasir elektron cihazların inkişafının əsas sütunu. Hipotaksiya 3D inteqrasiyası üçün vacib olan I yarımconneksiyasını təmin etdiyinə görə I. material mühəndisliyində inqilabi bir yanaşma olaraq özünü təsdiqləyir.”

Məqalənin ilk müəllifi Donghoon Moon tədqiqat prosesi haqqında fikirləşərək dedi: “Ən böyük problem müxtəlif yüksək keyfiyyətli materialların sintezi üçün standart olan epitaksiya haqqında adi qavrayışdan uzaqlaşmaq idi. Hipotaksiya epitaksiyaya qarşı intuitiv perspektivdən yarandığı kimi, ümid edirəm ki, bu nailiyyət bu cür materialların sintezi və sintezi sahəsində yeni tədqiqatlar üçün əsas rol oynayacaq. yeni qəfəs strukturları.”

Daha çox məlumat: Donghoon Moon et al, Gofret miqyaslı monokristal keçid metal dikalkogenidlərinin hipotaksiyası, Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08492-9

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Seul Milli Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir