Se ha descubierto que los materiales superconductores bidimensionales (2D) son prometedores para el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos miniaturizados.Sin embargo, para funcionar bien y consumir menos energía, estos dispositivos más pequeños requieren una capacitancia de puerta más alta (es decir, puertas que puedan almacenar más carga eléctrica en proporción al voltaje aplicado).

Un enfoque para aumentar la capacitancia de la compuerta sin disminuir el espesor de los aisladores de la compuerta o los dieléctricos de la compuerta implica el uso de materiales aislantes con una constante dieléctrica alta (κ), comoóxido de hafnio(HfO₂).Si bien esto podría ser una solución ventajosa, estos materiales han demostrado ser difíciles de integrar con semiconductores 2D.

Investigadores de la Universidad de Fudan prepararon recientemente un óxido de perovskita 2D con alto κ que se puede integrar con diferentes materiales de canales 2D.Supapel, publicado enElectrónica de la naturaleza, podría abrir nuevas oportunidades para la futura reducción de escala de la optoelectrónica.

"Los dieléctricos de puerta de alta constante dieléctrica (alto κ) compatibles con semiconductores bidimensionales (2D) son esenciales para dispositivos optoelectrónicos a escala", escribieron Siyuan Li, Xinya Liu y sus colaboradores en su artículo.

"Sin embargo, los dieléctricos tridimensionales convencionales son difíciles de integrar con materiales 2D con superficies colgantes y libres de enlaces. Mostramos que el óxido de perovskita 2D Sr2_{Nótese bien}3_oh10_{, preparado mediante un enfoque de arriba hacia abajo, se puede integrar con varios materiales de canal 2D".}Sr.2

Nótese bien₃oh₁₀, el óxido de perovskita 2D presentado en el artículo de los investigadores, se sintetizó siguiendo una estrategia de preparación de arriba hacia abajo._{Después de preparar nanohojas de SNO, pudieron transferirlas a varios materiales 2D.}En particular, Sr.2

Nótese bien₃oh₁₀exhibe un alto κ de 24,6 y una banda prohibida moderada._{Estas características ventajosas permiten su uso como dieléctrico fotoactivo de alto κ para fototransistores basados ​​en diversos materiales semiconductores 2D, incluido el grafeno,}disulfuro de molibdeno, disulfuro de tungsteno y diseleniuro de tungsteno.Para evaluar la promesa de su óxido de perovskita 2D sintetizado para el desarrollo de optoelectrónica miniaturizada, los investigadores lo transfirieron a varios materiales de canal, incluidos disulfuro de molibdeno y disulfuro de tungsteno.

Luego probaron el rendimiento de los transistores integrando estos materiales con Sr.2_{Nótese bien}3_oh10_."Los transistores de disulfuro de molibdeno exhiben una relación de encendido/apagado de 10

6^{con una tensión de alimentación de 2âV y una oscilación por debajo del umbral de 88âmVâdec}â1^{", escribieron Li, Liu y sus colegas en su artículo.}"Los fototransistores de disulfuro de tungsteno exhiben una relación de fotocorriente a corriente oscura de ~10

6^{y capacidad de respuesta ultravioleta (UV) de 5,5âÃâ10}3â^AâWâ1bajo iluminación de luz visible o ultravioleta, debido al efecto combinado del control de la puerta y la transferencia de carga del dieléctrico fotoactivo de la puerta".^{Los hallazgos iniciales recopilados por este equipo de investigadores fueron muy prometedores, ya que pudieron integrar con éxito su óxido de perovskita con varios materiales de canales siguiendo un procedimiento simple.}Además, la interfaz bien definida establecida entre el semiconductor y el dieléctrico, junto con el alto κ de Sr

2_{Nótese bien}3_oh10_{, permitieron el control eficiente de la puerta de los materiales del canal.}"También demostramos que los fototransistores con el dieléctrico fotoactivo pueden ofrecer fotodetección de doble banda UV-visible, donde la iluminación UV y la luz visible se distinguen en terminales separados", escribieron los investigadores en su artículo.

Este trabajo reciente de Li, Liu y sus colaboradores pronto podría allanar el camino para la síntesis de óxidos de perovskita 2D adicionales que puedan integrarse con semiconductores y materiales de canales existentes.

Colectivamente estos 2DperovskitaLos óxidos podrían usarse para desarrollar productos electrónicos u optoelectrónicos más pequeños, de mejor rendimiento y energéticamente eficientes.Más información:

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