Полупроводник, сделанный из олова элементов и кислорода или оловянной одноокиси (SnO), является слоем 2D материала только один толстый атом, позволяя электрическим обвинениям переместиться через него намного быстрее, чем обычные 3D материалы, такие как кремний. Этот материал мог использоваться в транзисторах, жизненной основе всех электронных устройств, таких как компьютерные процессоры и графические процессоры в настольных компьютерах и мобильных устройствах.
Материал был обнаружен командой во главе с Университетом материаловедения Юты и технического адъюнкт-профессора Асутоса Тивари. Работа, описывающая исследование, была опубликована онлайн понедельник, 15 февраля 2016 в журнале, Продвинутых Электронных Материалах.
Статья, которая также будет темой номера на печатной версии журнала, была создана в соавторстве Университетом материаловедения Юты и технических докторантов К. Дж. Саджи и Кунь Тяня и Майкла Сньюра из научно-исследовательской лаборатории Военно-воздушных сил Мастера-Patterson под Дейтоном, Огайо.Транзисторы и другие компоненты, используемые в электронных устройствах, в настоящее время делаются из 3D материалов, таких как кремний и состоят из многократных слоев на стеклянном основании.
Но оборотная сторона к 3D материалам – то, что электроны заставляют отскочить вокруг внутренней части слои во всех направлениях.Выгода 2D материалов, которая является захватывающей новой областью исследования, которая открылась только приблизительно пять лет назад, то, что материал сделан из одного слоя толщиной всего одного или двух атомов. Следовательно, электроны «могут только переместиться в один слой, таким образом, это намного быстрее», говорит Тивари.
В то время как исследователи в этой области недавно обнаружили новые типы 2D материала, такие как графен, molybdenun дисульфид и borophene, они были материалами, которые только позволяют движение N-типа, или отрицательный, электроны. Чтобы создать электронное устройство, однако, Вам нужен полупроводниковый материал, который позволяет движение и отрицательных электронов и положительных зарядов, известных как «отверстия». Оловянный материал одноокиси, обнаруженный Tiwari и его командой, является первым стабильным полупроводниковым материалом P-типа 2D, когда-либо существующим.
«Теперь у нас есть все – у нас есть полупроводники P-типа 2D и полупроводники N-типа 2D», говорит он. «Теперь вещи продвинутся намного более быстро».Теперь, когда Tiwari и его команда обнаружили этот новый 2D материал, это может привести к производству транзисторов, которые еще меньшего размера и быстрее, чем те в использовании сегодня. Компьютерный процессор состоит из миллиардов транзисторов, и чем больше транзисторов упаковало вещи в однокристальную схему, тем более сильный процессор может стать.
Транзисторы, сделанные с полупроводником Тивари, могли привести к компьютерам и смартфонам, которые больше чем в 100 раз быстрее, чем обычные устройства. И потому что электроны перемещаются через один слой вместо того, чтобы подпрыгнуть вокруг в 3D материале, будет меньше трения, означая, что процессоры не станут столь же горячими как нормальные компьютерные микросхемы.
Они также потребуют намного меньшего количества права бежать, благо для мобильной электроники, которая должна работать на питании от батареи. Тивари говорит, что это могло быть особенно важно для медицинских устройств, таких как электронные внедрения, которые будут бежать дольше на единственном заряде батареи.
«Область очень горячая прямо сейчас, и люди очень интересуются ею», говорит Тивари. «Таким образом через два или три года мы должны видеть, по крайней мере, некоторое устройство прототипа».