Zukünftige Informationstechnologie geringe Leistung, Hochleistungstransistoren benötigt, die International Technology Roadmap for Semiconductors Zukunft in der Transistorkanallänge dargestellt ist weniger als 10 Nanometer. In der letzten Jahren Studium, eindimensionaler (2D) Atom-kristallines Material im Vergleich zu herkömmlichem Halbleitermaterial, Streuung klein, hohe Mobilität, Leichtigkeit der Herstellung laminierte Hetero einfacher Regulierung der elektrischen Eigenschaften und anderen Eigenschaften, wird das Material ein guter Kandidat für die zukünftigen Transistoren in einem zweidimensionalen Atomkristallmaterial in dem Periodensystem gefunden wurde, IV-Elementgruppe eine einzelne Schicht aus Material bildet (z.B. Graphen, Alkenyl- Silizium, Germanium und Zinn alkenyl en, etc.) eine hohe Ladungsträgerbeweglichkeit aufweist, aber aufgrund seiner Bandlücke ist Null oder nahe Null, was den Feldeffekttransistor einschränkt Einsatzmöglichkeiten in anderen elektronischen Geräten.
Im Gegensatz dazu usw. Jedoch in atmosphärischer Bedingungen instabil schwarzen Phosphor, ein Blattmaterial aus einem Element der Gruppe V des Periodensystems, beispielsweise schwarzer Phosphor zusammengesetzt ist, eine größere Bandlückeneigenschaften und eine hohe Ladungsträgerbeweglichkeit aufweist, durch die Anwendbarkeit der Vorrichtung vorbereitet sie begrenzt ist. Vor kurzem V Elemente eine einzelne Schicht aus Antimon, Antimon en (antimonene) großes Interesse von Forschern. Antimon- -Alkenyl darstellt theoretisch Bandgap mit der Schichtdicke ändert, vorhergesagt worden ist Änderungen, insbesondere für einzelne Antimon- -Alkenyl, sagen voraus, dass die Theorie eine Bandlücke von 2,28 eV. In der Zwischenzeit im Vergleich mit Graphen, Antimon alkenyl höherer Trägermobilität aufweist. basierend auf diesem Charakteristika, Antimon und zugehörige Elektronik ene Es gibt potentielle Anwendungen auf dem Gebiet der optoelektronischen Vorrichtungen. Daher hat die Art und Weise, wie das Wachstum dieses Materials erhalten werden kann, insbesondere das hochwertige Monoschicht-Antimon, viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Chinesische Akademie der Wissenschaften, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Institut für Physik / Peking Physik der kondensierten Materie Forschungszentrum Forscherteam um Hongjun hoch über die Jahre neuartigen zweidimensionalen kristallinen Materialien, die physikalischen Eigenschaften und die Grundlagenforschung zur Vorbereitung, machte eine Reihe von Forschungsergebnissen. Kürzlich, das Team Arzt Wu Xu, Shao Yan und Wang Yeh-Liang, ein Forscher, eine einzelne Schicht aus Antimon-en-Photoelektronenspektroskopie-Analyse, das Team mit der Peking Synchrotronstrahlung Wissenschaftliche Mitarbeiterin des Zentrums hergestellt und untersucht die Struktur und Eigenschaften. Wang Jiaou in Zusammenarbeit; theoretisch, sie mit anderen Sun Jiatao Physics Research Associate zusammenzuarbeiten; ditellurid Palladium (PdTe2) Einkristallsubstrat verwendet durch einen physikalischen Forscher bereitgestellt Dan Youguo mag.
In einem bestimmten Verfahren experimentellen Designs Forscher berücksichtigen, die geschichtete Übergangsmetall Dichalcogenid-Verbindung (abgekürzt TMD) PdTe2 Oberfläche ist chemisch stabil, während eine hexagonale Symmetrie aufweist, wobei die Gitterperiode (4,10 Å) und einen Einkristall Antimon Periode (4,12 Å) in der Schichtgitteranpassung mit der Theorie sagt voraus einzigen ethylenisch Antimon (Periode 4,01 Å) des Gitterversatzes nur 2,3%. Damit sie PdTe2 als Substrat gewählt, Molekularstrahlepitaxie unter Verwendung von Verfahren zur Herstellung von Monoschichtantimon hoher Qualität. Die Feinatomarraystruktur von Monoschichtantimon wurde mittels LEED (Low Energy Electron Diffraction) und Rastertunnelmikroskopie (STM) untersucht. deutlich unterscheiden Antimonatome bilden eine hexagonale Wabenstruktur, eine Antimon Alkenyl können werden, die LEED-Experimente zeigen, dass sie eine großflächige, hochwertige Einkristall Antimon en (Fig. 1) erhaltenen Röntgenphotoelektronenspektroskopie-Bindungsexperiment und Bordelektronik. Domänenfunktionen theoretischen Ergebnisse zeigten lokalisierte elektronische Zustände zwischen dem Substrat und einer einzelnen Schicht aus Antimon-alkenyl klein, nur schwache van-der-Waals-Wechselwirkungen (Fig. 2, Fig. 3). weiter STM und experimentellen Beobachtungen zeigen XPS ( Abbildung 4), eine einzelne Schicht Antimon Ethylen in der Luft mit hoher chemischer Stabilität, Exposition gegenüber Luft ist nicht oxidiert, diese Eigenschaft ist weitere wichtige Antimon Metall für praktische Anwendungen.
Diese Arbeit zur Verfügung gestellt, ein Verfahren zur hochwertigen Einzel-en Antimon Herstellung und stellt auch eine neue Idee für die Herstellung von atomar flache Grenzfläche eine Heterostruktur zweidimensionalen Material, das heißt, die direkte Verwendung des epitaxialen Wachstumsmaterial als eine einzige TMD Substrat ein zweidimensionales Atomkristallmaterial, für die zweidimensionale Material mit Hetero Vorrichtungen eine wertvolle Referenz liefert. In der Zwischenzeit als neues Antimon- alkenyl dimensional Atomkristallstruktur von Graphen-basierten Material auf Kohlenstoffbasis zweidimensionale nichtexpandierten Wabenkristall Materialforschung Bereich, und es hat breite Bandlücke, hohe Mobilität Eigenschaften, stabil in der Atmosphäre, die Zukunft der elektronischen Geräte hat potenzielle Anwendungen.
Ähnliche Ergebnisse wurden in Advanced Material veröffentlicht. Die Studie wurde unterstützt durch die National Natural Science Foundation of China, Ministerium für Wissenschaft und Chinesische Akademie der Wissenschaften.
1. Fig einzelne Atomschicht epitaxiales Aufwachsen eines Antimon-en. PdTe2 Wachstumsoberfläche Monoschicht aus Antimon- alkenyl schema (a) und eine Vielzahl von STM-Bildern LEED Beugungsflecke (b), Fig atomare Auflösung STM (c) und der entsprechenden Seitenabschnitt des Fig. (e, f), Atomstruktur und eine Drauf- und Seitenansicht (d).
Figur 2.PdTe2 Atomstrukturmodell der Oberfläche der Monoschicht aus Antimon-en (a, d), ein analogen Bild entspricht, STM (b), experimentelle Bilder (c), Elektronenlokalisierungsfunktion Schnitt und eine Draufsicht der Fig. (E, F).
Fig 3.PdTe2 vordere Oberfläche des Wachstumssubstrats eine Monoschicht aus Antimon- alkenyl XPS-Messungen (a, b) Pd und Te Elemente einschichtige Antimon Sb ene XPS Meßelement (C), zeigt, dass das Substrat mit einer einzigen Schicht aus Antimon-ene fast kein Ladungstransfer zwischen.
4. Fig Monoschicht aus Antimon- alkenyl chemischen Stabilitätstest. STM (a, b, c) und XPS (d) Synthese Experimente zeigen keine Veränderung in der Monoschicht Antimon alkenyl nach Luftexposition, zeigen eine ausgezeichnete chemische Stabilität.
