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上海技物所等在鐵電極化調控低維材料研究中取得進展

儀表研發 2020年04月17日 10:27:35 來源:儀表網人氣:7594
  【儀表網 儀表研發】現代微芯片和傳感器件是支撐現今信息社會的重要載體。隨著技術及工藝進步,對材料物性及器件結構提出了更高要求。近年來,新型低維材料出現,其獨特結構和奇異物性備受關注,已在電子和光電子器件等領域顯現出其潛在的價值。通過元素摻雜來調控半導體材料載流子類型及濃度是構建半導體功能器件的物理基礎。具體到新型低維半導體材料,如何實現對其載流子的精準調控,同樣是實現其豐富功能器件的必經之路。
 
  半導體材料(semiconductor material)是一類具有半導體性能(導電能力介于導體與絕緣體之間,電阻率約在1mΩ·cm~1GΩ·cm范圍內)、可用來制作半導體器件和集成電路的電子材料。
 
  近日,中國科學院上海技術物理研究所研究人員與復旦大學、南京大學、華東師范大學及中科院微電子研究所的相關團隊通力合作,提出了利用非易失性的鐵電極化場對低維半導體材料的精準摻雜的新方法,并運用該方法構建了多種新型功能的電子和光電子器件。
 
  利用電-光子轉換效應制成的各種功能器件。光電子器件的設計原理是依據外場對導波光傳播方式的改變,它也有別于早期人們襲用的光電器件。
 
  光電子器件是光電子技術的關鍵和核心部件,是現代光電技術與微電子技術的前沿研究領域,是信息技術的重要組成部分。
 
  具體地,研究人員提出了兩種利用鐵電極化調控構建低維半導體光電器件方法。其一,通過納米探針技術極化鐵電薄膜,進而調控其覆蓋的低維半導體。加正向電壓,極化向下,半導體材料中注入電子;加負向電壓,極化向上,半導體材料中注入空穴。其特征在于器件圖案可任意編輯、可擦除重新寫入、摻雜區域的空間尺寸精確,基于此方法研究人員構建了p-n結、BJT晶體管及新型存儲等器件。其二,構建裂柵結構,通過固態電極施加電壓極化鐵電薄膜,進而調控頂層低維半導體。其特點是實現了固態結構,極化充分,器件性能及穩定性更佳。運用上述兩種技術途徑,皆可實現結型光電探測器及光伏器件,器件探測波長可覆蓋可見-短波紅外波段。
 
  資料來源:上海技術物理研究所、百科
 
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