范德华(vdW)电介质广泛用于纳米电子学,以保持二维(2D)半导体的固有特性。然而,实现2D半导体的对准生长及其在原始vdW外延电介质上的直接利用以避免无序带来了重大挑战
为了克服这些挑战,香港城市大学(CityUHK)的研究人员开发了一种用于定向2D材料合成的流体力学策略,推动了具有as-groun 2D材料/vdWs电介质的高性能器件
这项题为“范德华电介质上的定向工程2D电子器件”的研究结果发表在《物质》杂志上
领导这项研究的CityUHK副总裁(企业)兼材料科学与工程系教授Johnny Ho解释道:“在其生长衬底上直接利用2D半导体对于避免无序诱导的电子设备性能退化具有重要意义。我们在这项工作中的进展巧妙地避免了传统的材料转移过程,这对释放2D材料的变革潜力具有重大的技术意义。”
利用本研究中开发的流体力学策略,研究团队可以控制二维材料在vdWs电介质上的优先取向。这一突破意义重大,因为它允许在器件级直接利用vdW电介质上的生长态2D材料,最大限度地减少由无序诱导的性能退化引起的有害影响
此外,建立与vdWs电介质外延关系的定量标准可以适当地视为我们理解的一种衡量标准,并可以有效地指导实验决策。这一发现为在vdW电介质平台上实现下一代电子产品开辟了令人兴奋的机会
缓解电子器件中无序诱导的性能退化的必要性推动了对直接利用生长态2D材料/vdW电介质的需求。何教授说:“然而,矛盾的是,生长的2D材料被精心地从原始衬底上分离到拟议的电介质上,用于进一步的器件制造。”
有了这个强大的方法论平台,可以合成对齐的2D材料,预测对齐方向,并保留其固有特性,未来的研究可以利用这些知识开发新的制造技术,从而生产出功能性、可靠性和可扩展性更强的高性能电子设备。此类器件可能包括大规模集成电路、柔性和可穿戴电子器件、先进光电器件、量子技术等。
展望未来,研究团队的主要目标是将这项技术转移到其他2D材料系统,以研究其固有特性,并探索大规模器件集成的潜在途径。这些努力旨在进一步释放范德华电介质上排列二维材料的变革潜力,用于开发创新电子设备
Journal information: Matter
Provided by City University of Hong Kong
2024-10-28
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