Ett team av forskare från University of South Florida och Florida State University har utvecklat en syntesteknik med en enda kruka för att skapa 2D multi-junction heterostrukturer. I deras papper publicerad i tidskriften Natur , teamet beskriver sin teknik och varför de tror att den kommer att vara användbar för att bygga framtida höghastighetselektronik och optoelektroniska enheter. Weijie Zhao och Qihua Xiong med Nanyang Technological University i Singapore erbjuder en News and Views-artikel i samma tidskriftsnummer som beskriver det arbete som gjorts av teamet i Florida.

När forskare fortsätter att studera de möjliga fördelarna och användningarna av 2D-halvledare, de har funnit att de också måste studera heterostrukturer – små strukturer som fungerar som gränssnitt mellan 2-D-halvledare och andra 2-D-halvledare. Tidigare forskning har begränsat alternativen till vertikala eller laterala heterostrukturer. Nuvarande enstegsmetoder för att skapa laterala heterostrukturer saknar flexibilitet – de kan bara producera en typ av heterostrukturer – och tvåstegsmetoder (eller flerstegsmetoder) innebär att man gör många förändringar av prekursorer och reaktionskammare, gör dem svåra att genomföra. I denna nya insats, teamet i Florida har hittat ett sätt att skapa flera typer av heterostrukturer med hjälp av en one-pot-teknik som gör att flera steg kan utföras i en enda reaktionskammare.

Det nya tillvägagångssättet, som Zhao och Xiong noterar, är baserad på kemisk ångavsättning - de utsätter ett substrat för en gasformig föregångare, som avsätter heterostrukturer som en del av en reaktionsprocess. Den nya tekniken använder användningen av en bärargas för att få övergångsmetalldikalkogenider, generiskt skrivet som MX ₂ , i kontakt med substratet – i detta fall, 2-D MoX ₂ och WX ₂ . Vidare, de fann att de heterostrukturer som växte på grund av reaktionerna i kammaren kunde bytas genom att byta bärgas. Detta tillvägagångssätt producerade flera typer av heterostrukturer i en enda reaktionskammare. Gruppen tittade på sina resultat med högupplöst transmissionselektronmikroskopi för att se till att heterostrukturerna växte som förväntat, och rapportera att de gjorde det. De genomförde också spektroskopisk analys av deras arbete för att visa att korsningarna gjordes på ett sätt som var reproducerbart. De skapade sedan primitiva elektriska apparater för att visa att de fungerade som det var tänkt.

Zhao och Xiong noterar att eftersom deras teknik är relativt enkel, det verkar som om deras tillvägagångssätt har potential att vara användbar vid tillverkning av önskade enheter inklusive flexibel elektronik.

© 2018 Phys.org