technologies de l'information future nécessite une faible puissance, des transistors de haute performance, la feuille de route International Technology for Semiconductors future représentée sur la longueur de canal de transistor est inférieure à 10 nanomètres. étudiée ces dernières années, une dimensions (2D) matière cristalline atomique par rapport au matériau semi-conducteur traditionnel, diffusion aux petits, une grande mobilité, la facilité de régulation facile hétérostructure stratifié de préparation des propriétés électriques et d'autres caractéristiques, devenir le matériau est un bon candidat pour les transistors futurs dans un matériau à cristaux atomique en deux dimensions, il a été trouvé dans le tableau périodique élément du groupe IV constituant une couche unique de matériau (par exemple le graphène, le silicium alcényle, le germanium et le ène alcényle en étain, etc.) ayant une mobilité de porteurs élevée, mais en raison de sa largeur de bande interdite est égale à zéro ou proche de zéro, ce qui limite le transistor à effet de champ Les perspectives d'application dans d'autres appareils électroniques.
En revanche, un matériau en feuille composé d'un élément du groupe V du tableau périodique, par exemple, le phosphore rouge, ayant une caractéristique de bande interdite plus grandes et la mobilité de porteurs élevée, etc. Cependant, le phosphore noir instable dans des conditions atmosphériques , préparée par l'applicabilité de l'appareil, il est limité. récemment, des éléments de V constituant une couche unique de l'antimoine, le ène d'antimoine (de antimonene) a suscité un grand intérêt des chercheurs. été intervalle de bande théoriquement prédit alcényle d'antimoine change avec l'épaisseur de couche changements, en particulier pour un groupe alcényle en antimoine seul, la théorie prédit qu'une largeur de bande interdite de 2,28 eV. Pendant ce temps, par rapport à graphène, ayant un groupe alcényle en antimoine mobilité des porteurs plus élevée. sur la base de ces caractéristiques, l'antimoine et l'électronique associée ène Il existe des applications potentielles dans le domaine des dispositifs optoélectroniques. Par conséquent, comment obtenir la croissance de ce matériau, en particulier l'antimoine monocouche de haute qualité, a attiré beaucoup d'attention.
Académie chinoise des sciences, Académie chinoise des sciences Institut de Physique / Pékin matière condensée équipe de recherche Centre national de recherche dirigé par Hongjun haut au fil des années pour préparer des matériaux cristallins nouveaux en deux dimensions, les propriétés physiques et la recherche fondamentale, a fait une série de résultats de la recherche. Récemment, le médecin de l'équipe Wu Xu, Shao Yan et Wang Yeh-Liang, chercheur, une seule couche de photoélectrons analyse par spectroscopie d'antimoine-ène, l'équipe de Beijing rayonnement synchrotron associé de recherche du Centre a préparé et étudié sa structure et ses propriétés. Wang Jiaou en coopération, en termes théoriques, ils coopèrent avec d'autres associés de recherche en physique Sun Jiatao; substrat monocristallin ditelluride palladium (PdTe2) utilisé fourni par un chercheur Dan physique comme Youguo.
Dans un procédé de conception expérimentale particulier, les chercheurs prennent en compte le composé dichalcogénure de métal de transition en couches (TMD en abrégé) surface PdTe2 est chimiquement stable, tout en ayant une symétrie hexagonale, la période de réseau (4.10 Å) et une antimoine monocristallin période (4,12 Å) dans la mise en correspondance de réseau de couche avec la théorie prédit antimoine éthylénique unique (période de 4,01 Å) du désaccord de maille est seulement de 2,3%. ainsi, ils PdTe2 choisis en tant que substrat, en utilisant l'épitaxie par faisceau moléculaire le procédé pour obtenir l'antimoine éthylénique unique de haute qualité. au moyen de faible diffraction d'électrons d'énergie (le LEED) et microscopie à effet tunnel à balayage (STM) et d'autres moyens, à l'cultivé seul arrangement éthyléniquement antimoine atomique d'une étude de structure fine, la STM FIG. on distingue clairement des atomes d'antimoine forment une structure en nid d'abeilles hexagonal, un groupe alcényle d'antimoine, les expériences LEED montrent qu'ils ont obtenu une grande surface ène unique antimoine du cristal de haute qualité (figure 1). expérience de rayons X de liaison par spectroscopie photoélectronique et de l'électronique Board. fonctions de domaine résultats théoriques ont révélé des états électroniques localisés entre le substrat et une couche unique d'un groupe alcényle en antimoine faible, seulement faible van der Waals (fig. 2, fig. 3). STM et en outre les observations expérimentales montrent XPS ( Figure 4), une seule couche d'antimoine Dans alkényle d'air ayant une stabilité chimique élevée, il n'est pas oxydé après l'exposition à l'air, pour que cette fonction plus éthyléniquement applications d'antimoine futures.
Ce travail a fourni un procédé de préparation d'antimoine mono-ène de haute qualité, et fournit également une nouvelle idée pour la préparation de l'interface atomiquement plane ayant une hétérostructure matériau à deux dimensions, à savoir, l'utilisation directe du matériau de croissance épitaxiale en tant que substrat unique TMD un matériau à cristaux atomique à deux dimensions, fournit une référence utile pour des dispositifs à hétérojonctions de matériau à deux dimensions. pendant ce temps, en tant que nouveau en deux dimensions la structure cristalline atomique dimensionnelle alcényle en antimoine de matériau à base de graphène, à base de carbone cristal en nid d'abeilles non-expansées recherche sur les matériaux, et il présente les caractéristiques d'un large intervalle de bande, de mobilité élevée, une stabilité dans les conditions atmosphériques, avec une application potentielle dans des dispositifs électroniques à venir.
Les résultats pertinents ont été publiés dans Advanced Materials, qui a obtenu le soutien de la NSFC, MOST et CAS.
(A), une large gamme d'images STM et de points de diffraction LEED (b), résolution atomique STM (c) et la section latérale correspondante du diagramme (e, f), et les vues de dessus et de côté de la structure atomique (d).
La figure 2.PdTe2 modèle structurel atomique de la surface de la monocouche d'antimoine-ène (a, d), une image analogique STM correspondant (b), les images expérimentales (c), la section de fonction de localisation d'électrons et une vue de dessus de la Fig. (E, f).
La figure 3.PdTe2 surface avant du substrat de croissance d'une monocouche de mesures XPS alcényles d'antimoine (a, b) de Pd et des éléments Te monocouche élément de mesure de l'antimoine Sb ène XPS (C), montre que le substrat avec une couche unique d'antimoine-ène Il n'y a presque aucun transfert de charge entre.
Figure 4. Stabilité chimique des monocouches d'émail d'antimoine Les expériences combinées de STM (a, b, c) et XPS (d) montrent que les monocouches d'antimoine ne changent pas après exposition à l'air et présentent une excellente stabilité chimique.
