Ученые подружили двухмерный теллурид галлия с кремниевой подложкой

22 мая 2023 16:53

Ученые из НИУ "МИЭТ" совместно с итальянскими и немецкими коллегами предложили новый метод получения двумерного теллурида галлия, важного материала для передовой электроники. Их исследование было опубликовано в журнале npj 2D Materials and Applications, издаваемом Springer Nature.

Двумерные материалы имеют слоистую структуру. Атомы внутри каждого слоя связаны ковалентными связями, а между слоями существуют слабые межмолекулярные связи Ван-дер-Ваальса. Формировать такие структуры на полупроводниковых подложках проблематично, особенно критичны дефекты на стыке материала и подложки, вызванные различиями в кристаллических решетках.

Команда ученых из НИУ "МИЭТ" и их иностранные коллеги предложили новый способ выращивания двумерных кристаллов теллурида галлия на кремниевой подложке. Он позволяет, применяя существующую технологию изготовления чипов, интегрировать в нее этот материал с нелинейно-оптическими свойствами.

Исследователи реализовали формирование моноклинной фазы теллурида галлия на поверхности монокристаллического кремния в два этапа: сначала выращивание гексагональной фазы путем молекулярно-пучковой эпитаксии на подложке, а затем обжиг, приводящий к трансформации в моноклинную фазу.

Полученный теллурид галлия обладает стабильной оптически активной структурой. Применение этого материала в электронике позволит создавать новые фотодетекторы, элементы для солнечной энергетики и дисплеи нового поколения.

Структурные исследования показали, что слой моноклинного теллурида галлия на кремнии имеет практически совершенную атомную структуру без дислокаций или несоответствий, которые могут негативно влиять на свойства материала.