JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Tieteilijät ovat tutkineet miten 2D-elektronikaasua voidaan käyttää muun muassa suprajohteissa, toimilaitteissa ja elektronisissa muistipiireissä. Japanilaisen Tohoku-yliopiston tutkijat ovat yhdessä kansainvälisten kollegoiden kanssa tunnistaneet hiljattain perovskiittityyppisen materiaaliryhmän atomirakenteen, joka osoitti mielenkiintoisia kaksiulotteisia johtavia ominaisuuksia.

Tutkitut materiaalit koostuivat strontium-, niobium- ja happiatomeista. Tutkimuslaitteidensa tulokset yhdistettynä teoreettisiin laskelmiin osoittivat, miten happiatomien lisääminen strontium-niobaatteihin vaikuttavat niiden johtavuuteen.

Happiatomien pitoisuudesta riippuen muodostui neljä eri materiaalia. Niistä kolme oli sähkönjohteita ja neljäs eriste. Atomien mittakaavassa materiaali muodostui vuorottelevista ketjun kaltaisista ja siksak-tyyppisistä sahalaitaisista tasoista.

Riippuen happiatomien pitoisuudesta ketjun kaltaiset levyt olivat materiaalin sisällä kaksi, kolme tai neljä kerrosta paksuja. Siksak-tasot olivat eristäviä kerroksia kaikissa materiaaleissa, kun taas ketjumaiset tasot olivat johtavia kolmessa neljästä materiaalista.

Kaksiulotteiset johtavat kerrokset muodostetaan tavallisesti luomalla rajapinta kahden eristeen välille. Nyt on mahdollista saavuttaa sama tavoite segmentoimalla 3D-johtavat materiaalit pinnoiksi johtavien 2D-kerrosten erottamilla eristekerroksilla, tutkijat kertovat ACS Nano -lehdessä julkaistussa tutkimuksessaan.

Ympäri maailmaa etsitään myös keinoja parantaa kaksiulotteisten materiaalien suorituskykyä tulevissa elektroniikka-, fotoniikka- ja muistipiirisovelluksissa.

Tutkijat tekevät 2D-materiaaleja kuorintamenetelmällä tai kondensoimalla kaasun esiaste substraatille, mutta menetelmä ei ole realistinen piirivalmistuksessa. Teollisissa sovelluksissa vakiintunut menetelmä tuottaa heikomman suorituskyvyn 2D-kalvoja.

Penn State Universityn johtamat tutkijat osoittivat, miksi kemiallisen höyrysaostusmenetelmän avulla kasvatettujen 2D-materiaalien laatu on heikko verrattuna niiden teoreettisiin ennusteisiin.

Osoittautui, että käytetty safiirialusta sotkee elektronejaan kalvoon ja siten rajoittaa sekä fotoluminesenssin intensiteettiä että kantajien käyttöikää, kaksi tärkeää ominaisuutta optoelektronisissa sovelluksissa.

Sittemmin toinen tutkimusryhmä kehitti tähän löytöön sopivan seostustekniikan. Käyttäen hapella käsiteltyä substraattipintaa ryhmä poisti alustan vaikutuksen ja seosti molybdeenidisulfidin 2D-kalvoa reniumatomeilla.

Tällä substraatilla seostus saattoi nousta jopa 1 atomiprosenttiin, mikä on korkein koskaan raportoitu konsentraatio. Odottamaton lisähyöty oli, että seostus passivoi rikkivakansseja, jotka ovat olleet pitkäaikainen ongelma 2D-materiaaleissa.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 8.12.2018

 
 

LTE-mikroverkot tuovat yhteydet jopa kaivokseen

Erityisesti teollisuuden tarpeisiin sopivat LTE-mikroverkot ovat vähitellen siirtymässä pilottikohteista tuotantokäyttöön. Teknologia tarjoaa teollisuudelle uudenlaisia mahdollisuuksia, hyvää käytettävyyttä ja vahvaa tietoturvaa.

Lue lisää...

Moniydinsuorittimet tulevat lentokoneisiin

Ilmailun turvakriittisissä ohjausjärjestelmissä on aiemmin pitäydytty perinteisiin yhden ytimen prosessoriratkaisuihin. Nyt ilmailualallakin aletaan yleistä kehitystä seuraten siirtyä moniytimisiin suoritinarkkitehtuureihin.

Lue lisää...
 
ETN_fi Älä käytä verkkopankkia julkisilla laitteilla tai wifillä! https://t.co/oghm4QvzPj
ETN_fi Tämän takia Linux ei valtaa työpöytiä https://t.co/GmLMkZ7C1q
ETN_fi The 1st ever ETNdigi is out! Ensimmäinen ETNdigi ilmestyi – lue vankka paketti IoT-tekniikasta https://t.co/AeNPCRgufC
ETN_fi What is Mindsphere IoT by Siemens?. Ilmari Veijola explains at ECF2018. https://t.co/PczsxwpCO4 @SiemensSuomi @ETN_fi
ETN_fi You dont need code to create an Android app. It can be done on Simulink and MATLAB models. See Antti Löytynoja at E… https://t.co/VJzXEfJoOM
 
 

ny template