新技术为新一代柔性电子元件铺平道路

[据固态电子网站2019年1月24日报道]英国埃克塞特大学的研究人员开发出一种创新技术，可以帮助创造下一代日常柔性电子产品。

由工程专家组成的团队开创了一种新方法，通过采用高K电介质的原子级薄的二维晶体材料，简化了范德瓦尔斯异质结的生产。

石墨烯是复合该要求的一种二维材料，包括仅一个原子厚度的碳原子的蜂窝状结构。

虽然范德瓦尔斯异质结的优点显而易见，但复杂生产方法限制了它的发展。

现在，研究团队开发了一种新技术，通过嵌入高K氧化物电介质，使范德瓦尔斯异质结可以实现合适的电压调节、改善性能以及新增功能。

该研究为新一代柔性基础电子元件铺平道路。

该研究发表在《科学进展》杂志上。

该论文的共同作者、埃克塞特大学的Freddie Withers博士说：“我们开发的将激光可写入高K电介质嵌入各种范德瓦尔异质结器件而不损坏相邻二维单层材料的方法，为未来的实用柔性范德瓦尔斯器件打开了大门，如工作在1-2伏范围内的场效应晶体管、存储器、光电探测器和LED。

寻求将微电子器件做到越来越小的尺寸支撑着全球半导体产业的发展—包括技术和通信巨头三星和东芝在内的一系列公司—但却受到量子力学效应的阻碍。 

这意味着随着传统绝缘体的厚度减小，电子可以更容易的通过薄膜逃逸。

为了将器件尺寸继续缩小，研究人员正在寻求用高介电常数（高k）氧化物代替传统绝缘体。然而，常用的高k氧化物沉积方法与二维材料不直接相容。

最新研究概述了一种新方法，即仅在范德瓦尔斯器件中嵌入功能纳米级高K氧化物，而不会降低相邻二维材料的性能。

这种新技术允许创建多种基础纳米电子器件和光电器件，包括双栅极石墨烯晶体管，以及垂直发光和检测隧道晶体管。

Withers博士补充说：“我们从分层二维半导体开始，使用激光照射将其转化为氧化物，实现高质量的界面，从而提高器件性能。

“对我来说特别有趣的是，我们发现母体二硫化铪（HfS2）的这种氧化过程在激光照射下发生，即使它夹在两个相邻的二维材料之间。这表明水需要在界面之间传播以进行反应。”（工业和信息化部电子第一研究所  张慧）

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