(B) la curva Isd-Vg del transistor de efecto de campo de fósforo negro antes y después del dopaje, (c) el transistor de efecto de campo de fósforo negro dopado SixNy a diferentes temperaturas (D) transistor de efecto de campo de fósforo negro dopado SixNy expuesto al aire durante un mes, sus diferentes etapas de las características de transmisión de las condiciones de prueba: temperatura ambiente, Vsd = 100 mV, e) (F) las curvas de la movilidad de electrones y agujeros del dispositivo de fósforo negro después de dopado con el tiempo.La relación entre la movilidad del agujero de electrones y la temperatura del fósforo negro después del dopaje se investigó.
(B) la curva Isd-Vsd del transistor de efecto de campo de fósforo negro y el diodo de tipo PN de fósforo negro, (c) el diodo de tipo PN de fósforo negro a diferentes voltajes de puerta Curva de Isd-Vsd, (d) la relación entre la razón de rectificación del diodo del tipo PN del fósforo negro y la tensión de la puerta.
Figura 3. (a) Diagrama esquemático de un inversor lógico de fósforo negro construido a partir de un canal de fósforo negro de tipo P original y un canal de fósforo negro de tipo N dopado basado en una sola capa de copos de fósforo negro, (b) bajo diferentes voltajes de polarización aplicados, (D) frecuencia de 1000Hz, el voltaje de salida del dispositivo y la curva de voltaje de entrada, (D) la frecuencia de 1000Hz, el voltaje de salida del dispositivo y la curva de voltaje de entrada.
El fósforo negro, como un nuevo tipo de material bidimensional, tiene una brecha de banda ajustable (por control de espesor) y una movilidad de electrones superior a 1.000 cm2V-1s-1, lo que no sólo puede compensar la falta de grafeno en la banda cero, La baja movilidad de la sub-movilidad es un alto rendimiento de dispositivos nano-electrónicos excelentes materiales candidato.Phósforo negro intrínseco es un material de tipo P, la capacidad de transporte de agujeros, pero la capacidad de transporte de electrones es muy pobre.Las características unipolares de fósforo negro Es difícil desempeñar un papel en el dispositivo complementario. Por lo tanto, el dopaje tipo N de fósforo negro se utiliza en el campo de dispositivos semiconductores (tales como puertas lógicas, fotodiodos, LED y células solares, etc.) medidas importantes.
Existen tres métodos para el dopaje tipo N de fósforo negro, incluyendo el dopaje, incluyendo la implantación iónica y el tratamiento con plasma.El método de transferencia de carga superficial involucra moléculas de gas, partículas de metal, materia orgánica y óxidos. El método de sustitución y dopaje puede hacer el dopaje tipo N de unos pocos materiales bidimensionales, pero la introducción del estado defectuoso y el centro de dispersión de impurezas de carga dan lugar a una grave atenuación de las características de transporte del portador. Entonces el método de transferencia de carga superficial es un método efectivo de dopaje , Pero la introducción de materia orgánica en el método de transferencia de carga superficial y otros materiales conducirá a la inestabilidad del dispositivo también hace que la compatibilidad del dispositivo con los dispositivos semiconductores tradicionales es pobre.Humedad de campo comúnmente utilizado en el SixNy tiene una alta densidad de carga positiva centro (K + center) El centro se deriva de la suspensión de + Si ≡ N3 El dopaje de campo con SixNy se ha aplicado a células solares basadas en silicio y dispositivos bidimensionales WSe 2. Además, SixNy es un material compatible con COMS tradicional, a menudo utilizado en aislamiento de circuito integrado Capa y barrera química, etc. SixNy es también un material de pasivación para la impermeabilización, y hasta el momento, no se ha informado que el dopaje de tipo N de fósforo negro se lleva a cabo utilizando el efecto de campo de SixNy.
La Academia China de Ciencias, el Instituto Suzhou de Nanotecnología y nano bionic investigador Zhang Kai grupo de investigación está comprometido con el crecimiento de fósforo negro, la modificación de dopaje, la preparación de dispositivos y pruebas y otros trabajos de investigación, estudiaron el uso de agente de mineralización asistida transformación de fase gaseosa de selenio Dopado de fósforo negro y detectores de fotones y los láseres femtosecond, y trabajos relacionados publicados en pequeñas y J. Mater. Chem. C. Sobre la base de los resultados de la investigación anterior, recientemente Zhang Kai grupo de tareas y la Universidad de Shenzhen Profesor Zhang Han cooperación El dopaje tipo N de fósforo negro se llevó a cabo utilizando SixNy con efecto de campo, el fósforo negro de tipo P se cambió a fósforo negro de tipo N y la movilidad de electrones fue de 176cm2V-1s-1.Además, los investigadores pasaron el P original - tipo de fósforo negro y fosfato negro tipo N dopado para construir un diodo de unión PN de fósforo negro, y además preparó un nuevo tipo de inversor lógico basado en fósforo negro.Los investigadores utilizan compatibilidad COMS no volátil y mejor estabilidad SixNy está dopado con N con fósforo negro, y se diseña un diodo de tipo PN planar de fósforo negro y un inversor de lógica de fósforo negro, que también proporciona un esquema de factibilidad para el dopado de otros materiales bidimensionales. Compañero funcional riales.
El trabajo de investigación ha sido apoyado por el Programa de Cien Talentos, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación de Ciencias Naturales de la provincia de Jiangsu.
