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    • Películas semiconductoras de tres átomos de espesor de alta movilidad con homogeneidad a escala de oblea.

    Título Películas semiconductoras de tres átomos de espesor de alta movilidad con homogeneidad a escala de oblea.
    Autores Kibum Kang, Saien Xie, Lujie Huang, Yimo Han, Pinshane Y. Huang, Kin Fai Mak, Cheol-Joo Kim, David Muller, Jiwoong Park
    Revista Naturaleza
    Fecha 04/01/2015
    DOI 10.1038/nature14417
    Introducción La base de la electrónica y la optoelectrónica contemporáneas depende en gran medida de la producción extensiva de películas finas semiconductoras. Reducir el grosor de las películas a la escala atómica, subnanométrica, presenta ventajas significativas para la electrónica ultrafina y flexible, la fotovoltaica y la tecnología de visualización, una hazaña difícil para los semiconductores convencionales como el silicio y el arseniuro de galio. Los dicalcogenuros de metales de transición (TMD) son excelentes candidatos, ya que forman monocapas estables de tres átomos de espesor con una movilidad superior de los portadores eléctricos. Su crecimiento directo sobre sustratos aislantes facilita la fabricación por lotes de transistores y fotodetectores de alto rendimiento y delgadez atómica para aplicaciones industriales, eliminando la necesidad de transferir películas. Además, los TMD poseen estructuras de bandas electrónicas distintivas que permiten capacidades avanzadas de los dispositivos, como fuertes efectos excitónicos, ajuste de la banda prohibida, transiciones de banda prohibida indirecta a directa, piezoelectricidad y valletrónica. A pesar de estas ventajas, lograr el crecimiento a gran escala de películas monocapa de TMD con uniformidad espacial consistente y alto rendimiento eléctrico ha persistido como un obstáculo importante. Este estudio detalla la creación de películas de alta movilidad a escala de oblea de 4 pulgadas de disulfuro de molibdeno (MoS2) y disulfuro de tungsteno monocapa. Estas películas se cultivaron directamente sobre sustratos aislantes de dióxido de silicio mediante una técnica innovadora de deposición de vapor químico metalorgánico, mostrando una extraordinaria homogeneidad espacial en toda la oblea. Las películas de MoS2 demostraron un rendimiento eléctrico impresionante, con movilidades electrónicas de 30 cm² V-¹ s-¹ a temperatura ambiente y 114 cm² V-¹ s-¹ a 90 K, mostrando una dependencia mínima de la posición o la longitud del canal. Aprovechando estas películas, conseguimos fabricar por lotes a escala de oblea transistores de efecto de campo monocapa de MoS2 de alto rendimiento, con un rendimiento del 99%. Además, demostramos la fabricación multinivel de dispositivos transistorizados apilados verticalmente, allanando el camino para la creación de circuitos tridimensionales. Este desarrollo representa un avance crucial hacia la realización de circuitos integrados atómicamente finos.
    Cita Kibum Kang, Saien Xie y Lujie Huang et al. Películas semiconductoras de tres átomos de espesor de alta movilidad con homogeneidad a escala de oblea. 2015. DOI: 10.1038/nature14417
    Elemento Molibdeno (Mo) , Azufre (S) , Tungsteno (W) , Silicio (Si) , Oxígeno (O) , Galio (Ga) , Arsénico (As)
    Temas Procesos de deposición
    Industria Electrónica , Energía solar , Investigación y laboratorio
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