(PhysOrg.com) -- Ett team av forskare som arbetar från University of California, Berkeley, har utvecklat en helt ny klass av tvådimensionella halvledare gjorda av indiumarsenid. Kallas kvantmembran, det nya materialet har en bandstruktur och kan förvandlas från ett bulkmaterial till ett tvådimensionellt, helt enkelt genom att minska dess storlek. Laget, ledd av Ali Javey, har publicerat resultaten av sina fynd i Nanobokstäver .

Så kallade tvådimensionella halvledare kan skapas på grund av något som kallas, kvantinneslutning, vilket är där de elektroniska och optiska egenskaperna hos ett material förändras när provstorleken växer till en viss grad av litenhet; I detta fall, till cirka 10nm eller mindre. De, i huvudsak, är begränsade till att arbeta i ett tvådimensionellt utrymme. På grund av deras unika egenskaper, de kan användas i högt specialiserade kvantoptiska och elektriska tillämpningar. Tills nu, mest forskning om dessa unika halvledare har involverat användning av sådana material som grafen. Javey och hans team tar ett annat tillvägagångssätt, skapa kvantmembran (QM) av band av indiumarsenid

Det nya och unika med QMs är att de kan användas som ett fristående material och därmed kan användas med en mängd olika substrat, till skillnad från andra sådana strukturer som är baserade på bara en enda.

För att göra QMs, teamet odlar först indiumarseniden i ett GaSb- och AlGaSb-substrat. De formar sedan lagret ovanpå till vilken form som helst; sedan etsas bottenskiktet bort. Det återstående indiumarsenidskiktet flyttas sedan till vilket substrat som önskas för att göra slutprodukten.

För att visa effektiviteten av den resulterande produkten, teamet kartlade de optiska egenskaperna för varje delband samtidigt som de ändrade tjockleken på strukturen som helhet. Också, vid testning av det nya materialets elektriska egenskaper, de fann att elektronmobilitet inte berodde på fältet som applicerades, utom när det gäller mycket höga fält, vilket naturligtvis skiljer sig ganska mycket från konventionella halvledare.

Förutom att lägga till ett nytt material till banken tillgängligt för forskare när det gäller att använda halvledarmaterial, resultatet av detta arbete ger också insikt i hur strukturellt begränsade material fungerar, vilket kan leda till fler material med helt unika egenskaper.

© 2011 PhysOrg.com