{"id":27677,"date":"2012-05-29T00:22:49","date_gmt":"2012-05-28T21:22:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27677"},"modified":"2012-05-29T00:22:49","modified_gmt":"2012-05-28T21:22:49","slug":"teadustoo-grafeeni-ja-boornitriidi-kaksikkihtmaterjali-valmistamisest-voib-tahendada-labimurret-transistoritoostuses","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27677","title":{"rendered":"Teadust\u00f6\u00f6 grafeeni ja boornitriidi kaksikkihtmaterjali valmistamisest v\u00f5ib t\u00e4hendada l\u00e4bimurret transistorit\u00f6\u00f6stuses"},"content":{"rendered":"

Grafeen on materjal, mis v\u00f5ib lahendada \u00fcha kiirema ning v\u00e4iksema elektroonika n\u00f5udluse, milles r\u00e4nitehnoloogia oma fundamentaalseid piire kompab. Grafeen on planaarne materjal, mis koosneb heksagonaalselt organiseeritud s\u00fcsiniku aatomitest. Materjali intensiivse uurimise taga on materjali oluliselt huvi pakkuvad elektroonilised omadused, n\u00e4iteks on grafeentransistori teoreetiline l\u00fclituskiiruse piir r\u00e4nist 100 korda kiirem. Grafeenkiipide valmistamine on aga osutunud keerukaks protsessiks.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Grafeenil ja heksagonaalsel boornitriidl p\u00f5hineva v\u00e4ljatransistori skeem.<\/p><\/div>\n

Probleemi vastus v\u00f5ib seisneda \u00fcli\u00f5hukestel eksootilistel 2D nanoskaala kiles\u00fcsteemidel ja materjalidel. Nendel s\u00fcsteemidel on mikroelektroonikas oluline t\u00e4hendus, sest rakendusspekter h\u00f5lmab muuhulgas \u00fclitundlikke andureid, katal\u00fc\u00fcsiprotsesse, koematkete valmistamist ja energiatalletust. Ameerika Penni Osariigi \u00dclikooli teadlased on uurinud grafeeni ja boornitriidi 2D s\u00fcsteemi, mis on v\u00f5imaldanud luua tranisistore, mille j\u00f5udlus on v\u00f5rreldav masstoodetavate transistoridega.<\/p>\n

\u201eTeised teadusr\u00fchmad on n\u00e4idanud, et boornitriidile sadestatud grafeen parandab seadme j\u00f5udlust kaks kuni kolm korda. Seda aga viisil, mida ei ole v\u00f5imalik skaleerida. Suutsime selle materjalikombinatsiooni teha t\u00f6\u00f6stuses kasutatavate r\u00e4nisubstraatide m\u00f5\u00f5dus,\u201c \u00fctles Joshua Robinson, kes on Penni \u00dclikooli materjaliteaduse dotsent ja teadust\u00f6\u00f6d veebiajakirjas ACS Nano kajastanud artikli \u00fcks autoritest.<\/p>\n

Artikkel kirjeldab paariaatomilise paksusega grafeenikihi ning heksagonaalse struktuuriga paari- kuni sajaaatomise paksusega boornitriidi (hBN) kihi omavahelist lamineerimist. Tekkinud kakskiht komposiit on esimeseks sammuks funktsionaalse grafeen-v\u00e4ljatransistori valmistamisel, mida saaks kasutada k\u00f5rgsageduslikus elektroonikas ning optoelektroonilistes seadmetes.<\/p>\n

Boori ja l\u00e4mmastiku s\u00fcnteetiline segu, heksagonaalne boornitriid, on suhteliselt laialtlevinud. Seda kasutatakse n\u00e4iteks t\u00f6\u00f6stusliku lubrikandina, aga ka kosmeetikas. Eelnev teadust\u00f6\u00f6 on n\u00e4idanud, et hBN on potentsiaalne aseaine r\u00e4nioksiidile ning teistele k\u00f5rgtehnoloogilistes seadmetes kasutatavatele dielektrikutele, mis ei ole seni suutnud grafeeniga piisaval m\u00e4\u00e4ral nakkuda. Boor asetseb perioodilisustabelis s\u00fcsiniku k\u00f5rval, lisaks on heksagonaalsel boornitriidil grafeenile sarnane aatomstruktuur, aga ka sarnased elektrilised omadused. Ent akadeemilisest laiema huvi \u00e4ratamiseks oli vajalik hBN ja grafeeni kaksikkihi kasvatamine t\u00f6\u00f6stusliku r\u00e4nisubstraaditahvli suuruseks, mis on 75 \u2013 300 mm lai.<\/p>\n

Penni \u00dclikooli teadusr\u00fchm lahendas probleemi tehnika abil, mille nad enne oma laboris k\u00f5rgekvaliteetsete epitaksia-eesm\u00e4rgilise grafeeni tootmiseks v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tasid. K\u00f5rgsageduslikus elektroonikas kasutatav grafeen valmis vesiniku aatomite kinnitamisega grafeeni k\u00fclge, mis \u201einaktiveeriksid tolknevaid sidemeid,\u201c mis efektiivselt lamendas ning tasandas grafeenikile. Heksagonaalne boornitriid kasvatati siirdemetall-substraadile t\u00f6\u00f6stustandardse aurufaas-sadestamise meetodil. hBN vabastati substraadilt erinevate siirdeprotsesside abil ning kihistati 75 mm laiusele grafeensubstraadile, mis moodustas esimese t\u00f6\u00f6stusstandarditele vastava hBN ning epitaksia-grafeeni komposiidi.<\/p>\n

Eelnenud epitaksia-grafeeniga t\u00f6\u00f6de baasil, mis oli varemalt juba transistoride t\u00f6\u00f6j\u00f5udlust kaks kuni kolm korda paradnanud, parandab uus saavutus transistoride t\u00f6\u00f6j\u00f5udlust veelgi kaks kuni kolm korda. Areng n\u00e4itab Robinsoni s\u00f5nul grafeeni elektroonikasse integreerimise tugevat potentsiaali. L\u00e4hitulevikus kavatseb Penni \u00dclikooli t\u00f6\u00f6r\u00fchm esitleda grafeenip\u00f5hiseid integreeritud elektroonikal\u00fclitusi ning k\u00f5rgtehnoloogilisi seadmeid, mida saab toota t\u00f6\u00f6stuses kasutatava 100 mm substraadi baasil.<\/p>\n

\u201eKasutame litograafiameetodit, mis on nanot\u00f6\u00f6stuses oluline standardmeetod,\u201c lisas Robinson. Selleks, et uutel innovaatilistel materjalidel \u00f5nnestuks t\u00f6\u00f6stuse ukse vahel kanda kinnitada, tuleb need mugandada kehtivate standarditega, v\u00f5imaldades samaaegselt olulist t\u00f6\u00f6j\u00f5udluse kasvu.<\/p>\n

Boornitriid-grafeen on \u00fcks mitmetest esilekerkivatest kakskiht komposiitmaterjalidest, mille nanoskaala omadusi alles avastatakse. Dimensionaalsus on grafeeni avastajate Nobeli laureaatide Novoselovi ja Geimi kohaselt olulisim materjali omadus, mis v\u00f5ib otsustavalt m\u00e4\u00e4rata uute tulemuste ja avastuste otsinguid, olgu siis materjal teoreetiliselt kas 0D, 1D, 2D v\u00f5i 3D. Penni Osariigi \u00dclikool on selle materjaliteaduse haru \u00fcks pioneere.<\/p>\n

Allikas: PhysOrg<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Grafeen on materjal, mis v\u00f5ib lahendada \u00fcha kiirema ning v\u00e4iksema elektroonika n\u00f5udluse, milles r\u00e4nitehnoloogia oma fundamentaalseid piire kompab. Grafeen on planaarne materjal, mis koosneb heksagonaalselt organiseeritud s\u00fcsiniku aatomitest. Materjali intensiivse uurimise taga on materjali oluliselt huvi pakkuvad elektroonilised omadused, n\u00e4iteks on grafeentransistori teoreetiline l\u00fclituskiiruse piir r\u00e4nist 100 korda kiirem. Grafeenkiipide valmistamine on aga osutunud keerukaks […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":27678,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[45,110,147,115],"class_list":{"0":"post-27677","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-grafeengrafaan","9":"tag-materjal","10":"tag-nanotehnoloogia","11":"tag-tehnovidinad","12":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27677","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27677"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27677\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/27678"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27677"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27677"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27677"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}