新材料打造的電子元器件，據(jù)說(shuō)“煉丹爐”都拿它沒(méi)辦法
發(fā)布時(shí)間：2016/8/4 訪問(wèn)人數(shù)：719次
一種倍受關(guān)注的新材料
近年來(lái)，二硫化鉬在儀器制造和應(yīng)用方面引起了廣泛關(guān)注，Balandin的團(tuán)隊(duì)首次研究了該材料在耐高溫電子器材方面的應(yīng)用潛力。
在高溫實(shí)驗(yàn)中，Balandin的研究組在潔凈實(shí)驗(yàn)室使用標(biāo)準(zhǔn)的平板印刷技術(shù)將二硫化鉬晶體管制作在硅襯底上。有的晶體管只有幾個(gè)原子層的厚度（如1-3層），有的則有多層的厚度（15-18層）。Balandin說(shuō)，他們的實(shí)驗(yàn)表明，相對(duì)厚層的薄片更具有溫度上的穩(wěn)定性，并且隨著溫度的升高展現(xiàn)出更高的載流子遷移率。
通過(guò)直流測(cè)量，即在系統(tǒng)中持續(xù)一段時(shí)間加載穩(wěn)定的電流和電壓，研究者們研究了溫度從300開(kāi)爾文上升到500開(kāi)爾文時(shí)晶體管的電流電壓特征曲線(xiàn)也即功能特性。
“載流子遷移率和閾值電壓都會(huì)隨著溫度的升高而降低，”Balandin說(shuō)。“載流子遷移率的降低會(huì)導(dǎo)致通過(guò)元件通道的電流降低，而閾值電壓的降低則會(huì)造成電流的升高。因此，電流隨著溫度的升高具體表現(xiàn)如何則取決于載流子遷移率和閾值電壓同時(shí)降低時(shí)相互作用的結(jié)果。”
研究者們觀察到的另一個(gè)有趣的現(xiàn)象是在電流電壓特征曲線(xiàn)中，當(dāng)溫度上升到450開(kāi)爾文時(shí)，靠近零電壓的位置有一個(gè)特性“結(jié)”。這種體現(xiàn)材料“記憶效應(yīng)”的特征結(jié)在石墨晶體管和電子玻璃中也曾被類(lèi)似地觀察到過(guò)，這一現(xiàn)象表明該材料有望用來(lái)制作耐高溫感應(yīng)器。
Balandin說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用中，高溫條件下的電子線(xiàn)路和感應(yīng)器要求二硫化鉬晶體管至少能連續(xù)工作一個(gè)月之久。研究組在兩個(gè)月之后再次檢測(cè)了二硫化鉬晶體管的工作性能，發(fā)現(xiàn)它依然能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作，且具有更高的閾值電壓，更低的載流子遷移率，且遷移率對(duì)溫度的依賴(lài)性也更弱。
研究者們下一步的計(jì)劃是研究用工業(yè)中的化學(xué)氣相沉積法制作的二硫化鉬晶體管和電路在高溫條件下的的工作性能。
