2D medžiagos gali padėti mažos energijos puslaidininkių lustų eroje: grandinėse.
2D perspektyva. Medžiagų rinkimas mažai energijos ateičiai
Mokslininkai sukūrė daugiasluoksnę struktūrą, pagrįstą 2D medžiaga, susidedančią iš volframo disulfido (WS2) sluoksnio, kurį kerta šešiakampio boro nitrido (hBN) sluoksniai, ir tai rodo tolimą WS2 sluoksnių sąveiką, leidžiančią sumažinti dizainą ir energijos suvartojimas.
2D medžiagos išpopuliarėjo tarp medžiagų mokslininkų dėl pelningų elektroninių savybių, leidžiančių jas naudoti fotoelektroje, puslaidininkiuose ir valant vandenį. Visų pirma santykinis fizinis ir cheminis 2D medžiagų stabilumas leidžia jas „sukrauti“, „integruoti“ viena su kita. Teoriškai šis 2D medžiagų stabilumas leidžia pagaminti struktūras, pagrįstas 2D medžiagomis, pavyzdžiui, susietus kvantinius šulinius (CQW), sąveikaujančių potencialių „šulinių“ sistemą arba labai mažai energijos kaupiančius regionus, leidžiančius tik jose įstrigusias specifines energijas. dalelės.
CQW gali būti naudojami projektuojant rezonansinius tunelio diodus, elektroniniai prietaisai, turintys neigiamą įtampos pokyčius, esant srovei, yra svarbūs integrinių grandynų komponentai. Tokie lustai ir grandinės yra neatsiejami nuo neuronus ir sinapses imituojančių technologijų, atsakingų už biologinės smegenų atminties palaikymą.
Dr. Myoung-Jae Lee, DGIST. Paskola: DGIST
Įrodžius, kad 2D medžiagos iš tikrųjų gali būti naudojamos kuriant CQW, mokslinių tyrimų grupė, vadovaujama dr. Myoung-Jae Lee iš Daegu Gyeongbuk mokslo ir technologijos instituto (DGIST), sukūrė CQW sistemą, kuri įdiegia du volframo disulfido (WS2) šešiakampius. du šešiakampiai. tarp: boro nitrido (hBN) sluoksniai. „HBN yra beveik idealus 2D izoliatorius, pasižymintis dideliu cheminiu stabilumu. Dėl to tai yra puikus pasirinkimas WS2 integracijai, žinomas kaip 2D puslaidininkis “, – aiškina prof. Būk: Jų rezultatai buvo paskelbti „ACS Nano“:,
Komanda išmatavo sužadinimo energijas, susijusias su sistemomis, susidedančiomis iš elektrono և elektrono skylės (be elektronų) և trionų (su elektronais sujungto eksitono) CQW ir palygino jas su dviejų sluoksnių WS2 struktūromis, kad nustatytų WS2 poveikį. WS2 sąveika. Jie matavo CQW srovės įtampos charakteristikas, kad apibūdintų jo elgesį.
Jie pastebėjo laipsnišką tiek eksitono, tiek triono energijos mažėjimą, padidėjus statymų skaičiui, staigiai sumažėjus dviejų sluoksnių WS2. Jie šiuos pastebėjimus priskyrė stipriai WS2-WS2 sąveikai, atitinkamai nesant hBN. Dabartinės įtampos charakteristikos patvirtino, kad jis elgiasi kaip rezonansinis tunelio diodas.
Taigi, ką šie rezultatai reiškia elektronikos ateičiai? Profesorius Lee apibendrina. „Mes galime naudoti rezonansinius tunelio diodus, kad pagamintume daugiamatį loginį įtaisą, kuris žymiai sumažins grandinės sudėtingumą ir skaičiavimo energijos suvartojimą. Tai savo ruožtu gali paskatinti kurti mažai energijos naudojančią elektroniką “.
Šie atradimai, be abejo, sukels perversmą elektronikos pramonėje, turėdami itin mažos galios puslaidininkių mikroschemas ar grandines, tačiau dar įdomiau, kur šios lustai gali mus nuvesti, nes juos galima naudoti programose, imituojančiose neuronus ir sinapses, kurios atlieka svarbų vaidmenį atmintyje? saugojimas biologinėse smegenyse. Taigi ši „2D perspektyva“ galėtų būti kitas didelis dalykas dirbtiniame intelekte.
Nuoroda. „Mykong-Jae Lee, Davidas H. Seo, Sungas Minas Kwonas, Dohunas Kimas ir Youngwookasas, 2020 m. Lapkričio 3 d.„ Daugiakalbiams hBN / WS2 susietiems kvantinių šulinių rezonanso tunelio diodams “. „ACS Nano“:,
DOI: 10.1021 / acsnano.0c08133: