tecnología de la información Future requiere baja potencia, transistores de alto rendimiento, la tecnología Roadmap Internacional para Semiconductores futuro representado en la longitud del canal del transistor es menor que 10 nanómetros. estudiada en los últimos años, unidimensional material cristalino atómica (2D) en comparación con material semiconductor tradicional, Tiene las ventajas de pequeña dispersión, alta movilidad, fácil preparación de heteroestructuras apiladas y fácil regulación de propiedades eléctricas, y se ha convertido en uno de los materiales candidatos excelentes para fabricar futuros transistores en los materiales de cristal atómico bidimensional que se han descubierto, Los materiales de una sola capa de elementos del grupo IV como grafeno, silsesquioxano, germileno y dieno de estaño tienen una alta movilidad del portador pero su banda prohibida es cero o se acerca a cero, lo que limita su uso en transistores de efecto de campo Perspectivas de aplicación en otros dispositivos electrónicos.
Por el contrario, los materiales estratificados compuestos por elementos del Grupo V en la tabla periódica, como el fósforo negro, tienen una gran banda prohibida y una gran movilidad de la portadora, etc. Sin embargo, el fósforo negro es inestable en condiciones atmosféricas , La aplicabilidad del dispositivo fabricado a partir de ella ha sido limitada. Un estudio reciente realizado con antimoneno monocapa, un elemento de antimonio del grupo V, ha llevado a la predicción teórica de que la banda prohibida de stibine varía con el grosor de la capa cambios, especialmente para sola alquenilo de antimonio, la teoría predice que un intersticio de banda de 2,28 eV. Mientras tanto, en comparación con el grafeno, alquenilo de antimonio que tiene mayor movilidad del portador. basado en estas características, antimonio y electrónica asociada eno Existen aplicaciones potenciales en el campo de los dispositivos optoelectrónicos. Por lo tanto, cómo obtener el crecimiento de este material, especialmente el antimonio monocapa de alta calidad, ha atraído mucha atención.
Academia China de Ciencias, la Academia China de Ciencias Instituto de Física / equipo de investigación de Beijing materia condensada Centro Nacional de Investigación dirigido por Hongjun alta en los últimos años para preparar nuevos materiales bidimensionales cristalinas, las propiedades físicas y la investigación básica, realizó una serie de resultados de la investigación. Recientemente, el médico del equipo Wu Xu, Shao Yan y Wang Yeh-Liang, un investigador, una sola capa de análisis de espectroscopia de fotoelectrones de antimonio-eno, el equipo con la radiación de sincrotrón Asociado de Investigación Beijing del Centro preparó y se estudió su estructura y propiedades. Wang Jiaou en cooperación; en términos teóricos, que cooperan con otros Sun Jiatao Physics Research Associate; ditelluride sustrato paladio (PdTe2) de cristal único utilizado proporcionado por un investigador físico Dan Youguo gusta.
En un proceso de diseño experimental particular, los investigadores tienen en cuenta el compuesto dichalcogenide metal de transición en capas (abreviado TMD) superficie PdTe2 es químicamente estable, mientras que tiene una simetría hexagonal, el período de celosía (4,10 Å) y un cristal único de antimonio período (4,12 Å) en el juego de retículo estratificado con la teoría predice antimonio etilénicamente sola (periodo de 4,01 Å) de la falta de coincidencia reticular es sólo el 2,3%. por lo tanto, PdTe2 elegido como el substrato, utilizando epitaxia de haz molecular Método para obtener antimonio monocapa de alta calidad.La estructura de disposición atómica fina del antimonio monocapa se estudió mediante difracción de electrones de baja energía (LEED) y microscopía de efecto túnel de barrido (STM). átomos de antimonio pueden ser distinguidos claramente forman una estructura de panal hexagonal, un alquenilo de antimonio; los experimentos LEED muestran que obtuvieron una espectroscopia de fotoelectrones de rayos X de gran superficie, de alta calidad de cristal único de antimonio eno (Fig. 1) experimento y Junta Electrónica de unión. Los resultados teóricos del cálculo de la función del dominio revelan que los estados electrónicos locales entre el antimonio monocapa y el sustrato son muy pocos con interacciones débiles de Van der Waals (Figura 2 y Figura 3). Otras observaciones experimentales de STM y XPS muestran que ( Figura 4), una sola capa de antimonio El etileno en el aire con alta estabilidad química, la exposición al aire no se oxida, esta característica es más importante antimonio de metal para aplicaciones prácticas.
El trabajo proporciona un método para preparar antimonio monocapa de alta calidad y también proporciona una nueva idea para preparar una heteroestructura de material bidimensional con una interfaz atómicamente plana mediante el uso directo de un material TMD como sustrato para el crecimiento epitaxial de una monocapa un material de cristal atómica bidimensional, proporciona una valiosa referencia para los dispositivos de heterounión material de dos dimensiones. mientras tanto, como una estructura cristalina atómica dimensional nuevo antimonio alquenilo de material a base de grafeno, cristal de nido de abeja no expandido de dos dimensiones basado en carbono El campo de investigación de materiales, y tiene un ancho de banda amplio, características de alta movilidad, estable en la atmósfera, el futuro de los dispositivos electrónicos tiene posibles aplicaciones.
Se han publicado resultados relevantes en Advanced Materials, que obtuvo el apoyo de NSFC, MOST y CAS.
(A), una amplia gama de imágenes STM y puntos de difracción LEED (b), resolución atómica STM (c) y la correspondiente sección transversal lateral del diagrama (e, f), y vistas superior y lateral de la estructura atómica (d).
Figura 2. El modelo de estructura atómica (a, d), la imagen de simulación STM correspondiente (b), la imagen experimental (c), la vista superior y la imagen escalonada (e, f) de la función local electrónica de Pd en la superficie de PdTe2.
Las medidas XPS (a, b) de los elementos Pd y Te antes y después de la monocapa de antimonio se cultivaron en la superficie del sustrato PdTe 2. Las mediciones XPS del elemento Sb en el antimonio monocapa (c) mostraron que el sustrato y el antimonio monocapa Casi no hay transferencia de carga entre.
Figura 4. Estabilidad química de monocapas de esmalte de antimonio Los experimentos combinados de STM (a, b, c) y XPS (d) muestran que las monocapas de antimonio no cambian después de la exposición al aire y muestran una excelente estabilidad química.
