अर्धचालकों में बड़े पैमाने पर संरचनात्मक दोषों की प्रत्यक्ष रूप से कल्पना करना कोई आसान काम नहीं है। मुख्य माइक्रोस्कोपी तकनीक केवल कुछ दसियों नैनोमीटर मापने के क्षेत्र तक सीमित हैं, और उन्हें अल्ट्राहाई वैक्यूम, अल्ट्रालो तापमान, जटिल नमूना तैयार करने और जटिल सेटअप की आवश्यकता होती है जो उन्हें कई कार्यों के लिए अव्यवहारिक बनाती है। अब, बीजिंग में चीनी विज्ञान अकादमी के शोधकर्ताओं ने एक सरल और गैर-आक्रामक विकल्प विकसित किया है: एक गीली-नक़्क़ाशी तकनीक जो उनका दावा है कि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रदर्शन में सुधार कर सकती है जिससे उनके यांत्रिक, विद्युत और ऑप्टिकल गुणों को समझना आसान हो जाता है।
के नेतृत्व में गुआंग्यु झांग का संघनित पदार्थ भौतिकी के लिए बीजिंग राष्ट्रीय प्रयोगशाला और सोंगशान-झील सामग्री प्रयोगशाला डोंगगुआन में, टीम ने एक विशिष्ट द्वि-आयामी (2डी) अर्धचालक, मोनोलेयर मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड (एमएल-एमओएस) में संरचनात्मक दोषों को देखने के एक सरल तरीके के रूप में विधि विकसित की2) काम में, शोधकर्ताओं ने एक गीली नक़्क़ाशी प्रक्रिया का उपयोग किया जिसने अर्धचालक में संरचनात्मक दोषों को नैनो से सूक्ष्म आकार तक बढ़ा दिया, जिससे ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप या परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) के तहत दोषों का निरीक्षण करना आसान हो गया। नक़्क़ाशी प्रक्रिया में कमरे के तापमान पर 2 सेकंड के लिए सामग्री के वजन के अनुसार 20% कैल्शियम हाइपोक्लोराइट का समाधान लागू करना शामिल है, और क्योंकि दोष रासायनिक उपचार के लिए अपेक्षाकृत प्रतिक्रियाशील हैं, प्रक्रिया केवल दोषपूर्ण साइटों को प्रभावित करती है, एमएल के अन्य क्षेत्रों को छोड़कर- विदेश राज्य मंत्री2 जाली बरकरार।
त्रिकोणीय गड्ढे और खाइयां
दोषों को बड़ा करने के बाद, शोधकर्ताओं का कहना है कि वे 0D बिंदु दोष (जैसे सल्फर रिक्तियों) और 1D अनाज सीमाओं का निरीक्षण करने में सक्षम थे, जो क्रमशः विभिन्न प्रकार के ML-MoS में त्रिकोणीय गड्ढों और खाइयों में बदल गए।2. ये यंत्रवत् रूप से छूटे हुए MoS थे2, सीवीडी-विकसित एमएल-एमओएस2, एकल डोमेन और सीवीडी-विकसित एमएल-एमओएस2 छोटे और बड़े अनाज के आकार वाली फिल्में।
लगभग 200 सेकंड के बाद त्रिकोणीय गड्ढों की संख्या अपने अधिकतम पर पहुंच गई। झांग और सहकर्मियों के अनुसार, यह इंगित करता है कि हाइपोक्लोराइट आयनों द्वारा नक़्क़ाशी प्रक्रिया अंतर्निहित दोष स्थलों पर शुरू होती है और मौजूदा चयनात्मक नक़्क़ाशी तकनीकों के विपरीत, नए दोष उत्पन्न नहीं करती है। वे कहते हैं कि समय के साथ गड्ढों की संख्या में वृद्धि विभिन्न दोषों की विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण हो सकती है।
दोषों को सीधे देखने के लिए सामान्य तकनीक
विदेश राज्य मंत्री2 2डी ट्रांज़िशन मेटल डाइक्लोजेनाइड्स (2डी-टीएमडी) नामक सामग्री के एक वर्ग से संबंधित है, और शोधकर्ताओं का कहना है कि उनके कैल्शियम हाइपोक्लोराइट समाधान का उपयोग इस प्रकार की अन्य सामग्रियों जैसे डब्ल्यूएसई को खोदने के लिए भी किया जा सकता है।2, मोसे2, और WS2. "यह इंगित करता है कि हमारी विधि 2 डी-टीएमडी में दोषों को सीधे देखने के लिए एक सामान्य तकनीक है और इसमें अन्य 2 डी अर्धचालकों पर लागू होने की क्षमता है," झांग कहते हैं।
प्रथम-सिद्धांतों की गणना अर्धचालक दोषों पर प्रकाश डालती है
"हमारी सरल और गैर-आक्रामक विधि बड़े पैमाने पर 2D-TMDs में संरचनात्मक दोषों की सीधे कल्पना कर सकती है," वे कहते हैं। इस नक़्क़ाशी तकनीक का उपयोग करते हुए, टीम ने चार प्रकार के एमएल-एमओएस . के आंतरिक दोषों की जांच की2फिल्मों और पाया कि सीवीडी-विकसित एमएल-एमओएस2एकल डोमेन और एमएल-एमओएस2बड़े अनाज आकार वाली फिल्मों में सबसे कम दोष घनत्व होता है। इसने शोधकर्ताओं को संरचनात्मक दोषों और प्रदर्शन के बीच संबंधों को समझने में सक्षम बनाया।
"इस तरह से बड़े पैमाने पर 2 डी अर्धचालकों में संरचनात्मक दोषों के दृश्य को निर्देशित करने में सक्षम होने से हमें नमूना गुणवत्ता का आकलन करने की अनुमति मिलती है और हमें उच्च गुणवत्ता वाले वेफर विकास की दिशा में मार्गदर्शन करने में मदद मिल सकती है।" भौतिकी की दुनिया. यह सामग्री की संरचना और उसके प्रदर्शन के बीच संबंधों की पहचान करना भी संभव बनाता है, और इस प्रकार व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए उच्च-प्रदर्शन 2D उपकरणों को विकसित करने के लिए, उन्होंने आगे कहा।
शोध का पूरा विवरण प्रकाशित किया गया है चीनी भौतिकी बी.
