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科学家用石墨烯夹层设计梦想二极管

隶属于UNIST的一组研究人员创造了一种新技术,大大提高了电子设备中使用的肖特基二极管(金属 - 半导体结)的性能。他们的研究成果通过解决金属半导体的接触电阻问题引起了科学界的广泛关注,这种问题近50年来一直未得到解决。

正如1月份的Nano Letters杂志所述,研究人员创造了一种新型二极管,其中石墨烯插入层夹在金属和半导体之间。这项新技术推动了之前的所有尝试,因为它有望为半导体行业的发展做出重大贡献。

肖特基二极管是最古老和最具代表性的半导体器件之一,由半导体与金属的结合形成。然而,由于沿两种材料之间的界面的原子混合,不可能产生理想的二极管。(当正向偏置电压时,理想二极管就像一个理想的导体,当反向施加电压时,理想二极管就像一个完美的绝缘体。)

Kibog Park of Natural Science教授通过在金属 - 半导体界面处插入石墨烯层解决了这个问题。在研究中,研究小组证明,由单层碳原子组成的石墨烯层不仅可以大大抑制材料的混合,而且与理论预测相吻合。

“石墨中的石墨烯片在每片之间都有一个空间,它表现出高电子密度的量子力学,因为没有原子可以通过,”Park教授说。“因此,这种单层石墨烯夹在金属和半导体之间,有可能克服不可避免的原子扩散问题。”

该研究还具有确认理论预测的生理意义:“在硅半导体的情况下,无论使用何种金属,结表面的电性能几乎不会发生变化,”Hoon Hahn Yoon表示(综合MS / Ph .D。自然科学系学生),该研究的第一作者。

内部光电发射方法用于测量新制造的金属/石墨烯/ n-Si(001)结二极管的电子能垒。上图所示的内部光电发射(IPE)测量系统对这些实验做出了巨大贡献。该系统由四名UNIST研究生(Hoon Han Yoon,Sungchul Jung,Gahyun Choi和Junhyung Kim)开发,该项目是2012年本科研究项目的一部分,并得到韩国促进基金会的支持。科学与创造力(KOFAC)。

帕克教授说:“学生们已经合作完成了研究所需的所有必要步骤,因为他们都是本科生。” “因此,这项研究是时间,坚持和耐心得到回报的完美典范。”