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TimeMachine: Una nuova tecnica per pellicole semiconduttori

La North Carolina State University sviluppa una nuova tecnica che permette di realizzare pellicole di semiconduttori dello spessore di un atomo impiegando un materiale economico
Fuori Provincia
TimeMachine: Una nuova tecnica per pellicole semiconduttori
I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato una nuova tecnica per la creazione di film sottili di semiconduttori di alta qualità su scala atomica, ciò significa che tali film hanno lo spessore di solo un atomo.

La tecnica può essere usata per fabbricare questi film su larga scala ed in quantità sufficienti a ricoprire un wafer di silicio di cinque centimetri o più di larghezza.

Linyou Cao, assistente professore di scienze ed ingegneria dei materiali presso la NC State, e principale autore della pubblicazione che descrive la ricerca, ha commentato: "Tutto ciò potrebbe essere usato per portare le attuali tecnologie di semiconduttori su scala atomica - laser, LED, chip di computer, ogni cosa. Si è parlato di questo concetto per lungo tempo, anche se irrealizzabile. Con questa scoperta io penso che ora sia possibile".

I ricercatori hanno lavorato con solfuro di molibdeno (MoS2), un materiale semiconduttore economico con proprietà elettroniche e ottiche simili ai materiali già utilizzati nell'industria dei semiconduttori.

Immagine 2

Tuttavia il solfuro di molibdeno è diverso da altri materiali semiconduttori perché lo si può far crescere in strati dello spessore di un solo atomo senza comprometterne le proprietà.

Questa nuova tecnica prevede la miscelazione di zolfo e cloruro di molibdeno , in forma solida, ed il loro riscaldamento fino a 850°C, a tale temperature le polveri si vaporizzano e reagiscono per formare il solfuro di molibdeno; il vapore formatosi può essere depositato su di un supporto per dare origine ad uno strato sottile.

"La chiave del nostro successo è lo sviluppo di un nuovo meccanismo di crescita, una crescita auto-limitante", spiega Cao.
I ricercatori possono controllare con precisione lo spessore dello strato di solfuro di molibdeno controllando la pressione parziale e la pressione di vapore nel forno.
La pressione parziale è la tendenza degli atomi o delle molecole sospese nell'aria di condensare in un solido e depositarsi mentre la pressione di vapore è la tendenza degli atomi o molecole solide a vaporizzare e disperdersi in aria.
"Con questa tecnica, possiamo creare ogni volta wafer monostrato dello spessore di un atomo", dice Cao. "Possiamo anche produrre strati di due, tre o quattro atomi di spessore."

La squadra di Cao sta ora cercando di trovare il modo di creare film sottili in cui ogni strato atomico sia composto da un materiale diverso, Cao sta inoltre lavorando alla realizzazione di un transistor FET e di LED utilizzando la nuova tecnica.
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