یک دانشمند ایرانی از آزمایشگاه ملی لورنس در برکلی و همکارانش با استفاده از گرافن و نیترید بور موفق به ساخت اولین ترانزیستور اثرمیدان دو بعدی شده‌اند؛ لایه‌های تشکیل دهنده این ترانزیستور با نیروی واندروالس کنار هم قرار گرفته‌اند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، برخلاف ترانزیستورهای اثر میدان سیلیکونی، این ترانزیستور جدید در ولتاژهای بالا دچار افت کارکرد نشده و هدایت الکترونی بالایی را، حتی زمانی که ضخامت آن تا یک لایه کاهش می‌یابد، فراهم می‌کند.

علی جاوه‌ای و همکارانش با استفاده از نیترید بور هگزاگونال، دیکالگوژنیدهای فلزات انتقالی و صفحات گرافنی که با برهمکنش واندروالس کنار هم قرار گرفته‌اند، موفق به ساخت این ترانزیستور جدید شدند.

جاوه‌ای می‌گوید: نتایج این پژوهش گامی مهم به سوی تحقق رؤیای ساخت ادوات الکترونیکی جدید است؛ ادواتی که اتصال آن‌ها با برهمکنش واندروالس انجام می‌شوند. با این نتایج بدست آمده می‌توان امیدوار بود که از تمام مواد لایه‌ای بتوان برای ساخت ادوات الکترونیکی استفاده کرد.

ترانزیستورهای اثرمیدان یکی از عناصر اصلی ادوات الکترونیکی محسوب می‌شوند. همه‌ی این ترانزیستورها دارای دروازه، خروجی و منبع هستند که با استفاده از یک کانال به الکترودها متصل می‌شوند. در صورتی که ساختار بلوری میان دو قطعه یکسان نباشد، انتقال بار دچار مشکل می‌شود.

جاوه‌ای می‌افزاید: در ساخت ترانزیستورهای اثرمیدان دو بعدی، هر بخش از یک لایه‌ی نازک تشکیل شده که با نیروی واندروالس به هم متصل شده‌اند. ما این لایه‌ها را به گونه‌ای طراحی کردیم که از نظر ضخامت شبیه هم باشند و هیچ زبری سطحی در آن‌ها وجود نداشته باشد. درنهایت با استفاده از نیروی واندروالس موفق به اتصال این لایه‌ها شدیم. در واقع با انجام فرآیند چند مرحله‌ای، قطعه‌ای پیچیده مبتنی بر لایه‌های بلوری ایجاد کردیم، بدون این که پارامترهای شبکه محدودیتی برای کار ما ایجاد کند. این پارامترها معمولاً موجب محدود شدن فرآیند رشد شده و عملکرد مواد ترکیبی را دستخوش تغییر می‌کنند.

علی جاوه‌ای و همکارانش در نهایت موفق به ساخت ترانزیستور اثرمیدان دو بعدی شدند که در آن از گرافن، نیترید بور و دیکالگوژنیدهای فلزات انتقالی استفاده شده بود. در حال حاضر این گروه تحقیقاتی به دنبال کاهش ابعاد این ترانزیستور هستند.

نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Field-Effect Transistors Built from All Two-Dimensional Material Components در نشریه‌ی ACS Nano به چاپ رسیده است.

انتهای پیام