Bebizonyították: a foszfor félvezetőként legyőzi az ellenállást

Szaúdi kutatók úgy vélik, hogy az ultravékony foszfor nemrég felfedezett kék formája – ami állítható elektronikus tulajdonságokkal rendelkezik, és fokozza a töltéshordozók tranzisztorokba történő integrálását – segíthet következő generációs elektronikus eszközök kifejlesztésében. A kétdimenziós félvezetők, például a grafén és az átmeneti fémdikalkogenidek várhatóan az elektronikus eszközök miniatürizálását fogják elősegíteni azáltal, hogy ultravékony aktív csatornákat biztosítanak a töltéshordozók transzportjához a térhatású tranzisztorokban (FET-ekben) – írja a Nature.

A FET-ek az alkalmazott feszültséggel befolyásolják a csatornáikon átfolyó áramot, és elektronikusan vezérelt kapcsolóként vagy erősítőként viselkednek. A félvezető csatornák és a fémelektródák közötti határfelületeken elektromos ellenállás keletkezik, ami korlátozza a töltésinjekciót az eszközökbe, és megakadályozza, hogy a FET-ek elérjék teljes potenciáljukat.

 „Ennek az érintkezési ellenállásnak a csökkentése javítja az áramleadó képességet és a FET-ek teljesítményét, ami a jövő mikroelektronikája számára nyit új utakat” – vázolta Shubham Tyagi, a kutatást vezető Udo Schwingenschlögl csoport PhD-hallgatója. A KAUST-on (King Abdullah University of Science and Technology, Szaúd-Arábia) dolgozó tudósok terveztek egy csomópontmentes FET-et, ami kétdimenziós kék foszforént (kétrétegűvé halmozva fémmé változó félvezetőt) használ, egyetlen elektroaktív anyagként.

A kutatók számítógépes szimulációkkal vizsgálták a kvantumszállítást a javasolt FET-konstrukcióban, két különböző irányban is. A FET mindkét konfigurációban hatékonyan közvetítette az elektrontranszfert a csatorna és az elektródák között, miközben megfelelt a kapcsolási és erősítési kritériumoknak. Ezzel túl is szárnyalt más kétdimenziós anyagokat, például a fekete foszforént vagy egyrétegű molibdén-diszulfidot használó eszközöket.

 „A jövőben a FET teljesítményének javítására szolgáló különböző módszerekkel szeretnénk foglalkozni” – mondta Tyagi.

Gábor János, NEW technology