Pooljuhtide struktuursete defektide otsene visualiseerimine suurtes skaalades pole lihtne ülesanne. Peamised mikroskoopiatehnikad piirduvad vaid mõnekümne nanomeetri mõõtmetega vaateväljadega ning nõuavad ülikõrget vaakumit, ülimadalaid temperatuure, keerulist proovide ettevalmistamist ja keerulisi seadistusi, mis muudavad need paljude ülesannete jaoks ebapraktiliseks. Nüüd on Pekingi Hiina Teaduste Akadeemia teadlased välja töötanud lihtsa ja mitteinvasiivse alternatiivi: märgsöövitamise tehnika, mis nende väitel võib parandada elektroonikaseadmete jõudlust, muutes nende mehaaniliste, elektriliste ja optiliste omaduste mõistmise lihtsamaks.
Juhib Guangyu Zhang Euroopa Pekingi riiklik kondenseeritud aine füüsika labor ja Songshan-Lake'i materjalide laboratoorium Dongguanis töötas meeskond välja meetodi kui lihtsama viisi struktuursete defektide visualiseerimiseks tüüpilises kahemõõtmelises (2D) pooljuhis, ühekihilises molübdeendisulfiidis (ML-MoS).2). Töös kasutasid teadlased märgsöövitusprotsessi, mis suurendas pooljuhtide struktuurseid defekte nano-lt mikrosuurustele, muutes defektid optilise mikroskoobi või aatomjõumikroskoobi (AFM) all lihtsamaks. Söövitusprotsess hõlmab 2 massiprotsendilise kaltsiumhüpokloriti lahuse kandmist materjalile 20 sekundiks toatemperatuuril ja kuna defektid on keemilisele töötlemisele suhteliselt reageerivad, mõjutab protsess ainult defektseid kohti, jättes ML-i teised piirkonnad. MoS2 võre terve.
Kolmnurksed süvendid ja kaevikud
Pärast defektide suurendamist väidavad teadlased, et nad suutsid jälgida 0D-punktide defekte (nagu väävlivabad kohad) ja 1D-terade piire, mis muutusid erinevat tüüpi ML-MoS-is vastavalt kolmnurkseteks süvenditeks ja kaevikuteks.2. Need olid mehaaniliselt kooritud MoS2, CVD-ga kasvatatud ML-MoS2, üks domeen ja CVD-ga kasvatatud ML-MoS2 väikese ja suure tera suurusega kiled.
Kolmnurksete aukude arv saavutas maksimumi umbes 200 sekundi pärast. Zhangi ja kolleegide sõnul näitab see, et erinevalt olemasolevatest selektiivsetest söövitusmeetoditest algab hüpokloritioonide söövitusprotsess loomulikes defektikohtades ega tekita uusi defekte. Nende sõnul võib aukude arvu suurenemine aja jooksul tuleneda erinevate defektide erinevast keemilisest reaktsioonivõimest.
Üldine tehnika defektide otseseks visualiseerimiseks
meremagustraalide2 kuulub materjalide klassi, mida nimetatakse 2D-siirdemetallide dikalkogeniidideks (2D-TMD-d) ja teadlaste sõnul saab nende kaltsiumhüpokloriti lahust kasutada ka teiste seda tüüpi materjalide, näiteks WSe, söövitamiseks.2, MoSe2ja WS2. "See näitab, et meie meetod on üldine meetod 2D-TMD-de defektide otseseks visualiseerimiseks ja seda saab rakendada ka teistele 2D-pooljuhtidele, " ütleb Zhang.
Esimese põhimõtete arvutused heidavad valgust pooljuhtide defektidele
"Meie lihtne ja mitteinvasiivne meetod võib otseselt visualiseerida 2D-TMD-de struktuurilisi defekte suures ulatuses, " lisab ta. Seda söövitustehnikat kasutades uuris meeskond nelja tüüpi ML-MoS sisemisi defekte2filme ja leidis, et CVD-ga kasvatatud ML-MoS2üks domeen ja ML-MoS2suure tera suurusega kiledel on madalaim defektide tihedus. See võimaldas teadlastel mõista seost struktuurivigade ja jõudluse vahel.
"Võimalus suunata 2D-pooljuhtide struktuursete defektide visualiseerimist suures mahus sellisel viisil võimaldab meil hinnata proovi kvaliteeti ja aidata meil suunata meid kvaliteetse vahvlikasvu poole," räägib ta. Füüsika maailm. Samuti võimaldab see tuvastada seoseid materjali struktuuri ja jõudluse vahel ning seeläbi arendada suure jõudlusega 2D-seadmeid praktiliste rakenduste suunas, lisab ta.
Uuringu üksikasjad on avaldatud aastal Hiina füüsika B.
