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Jun 29, 2023

적층형 소재와 광폭으로 첨단 전자공학 강화

탄화규소(SiC)와 III족 질화물(GaN, AlN, InN 및 그 합금)은 에너지 효율적인 전력 변환, 고주파 전자공학 및 광전자공학에서 중요한 역할을 합니다. 결합함으로써

탄화규소(SiC)와 III족 질화물(GaN, AlN, InN 및 그 합금)은 에너지 효율적인 전력 변환, 고주파 전자공학 및 광전자공학에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 넓은 밴드갭 반도체의 성숙한 기술과 그래핀 및 전이 금속 디칼코게나이드(특히 이황화 몰리브덴(MoS2))와 같은 2D 재료의 탁월한 특성을 결합함으로써 연구자들은 초고속 다이오드 및 트랜지스터를 개발할 수 있습니다.

2020년 4월부터 2023년 3월까지 CNR-IMM(이탈리아), CNRS-CRHEA(프랑스), IEE-SAS(슬로바키아), MFA-EK(헝가리) 및 University of Palermo(이탈리아)의 연구원들이 FLAG- ERA ETMOS 프로젝트는 MoS2, SiC 및 질화갈륨(GaN)을 기반으로 하는 컨셉 장치를 구축하는 것입니다.

ETMOS 프로젝트의 하이라이트는 정류 특성이 뛰어난 MoS2/SiC 및 MoS2/GaN 이종접합 다이오드 개발이었습니다. 조정 가능한 전류 주입은 MoS2 또는 SiC(GaN) 표면의 도핑을 맞춤화하여 달성되었습니다[1,2,3].

고전력 및 고주파 전자 분야에서 이 연구의 높은 응용 가능성을 고려하여 이탈리아 회사 STMicroelectronics가 참여하여 CNR과 STMicroelectronics가 공유하는 조합을 기반으로 하는 고급 다이오드 및 트랜지스터에 대해 2개의 미국 특허 출원을 완료했습니다. SiC [4] 및 GaN [5]을 사용한 MoS2의.

이러한 구조를 구축하기 위해 팀은 단일 및 이중 단계 화학 기상 증착(CVD)[1,2,6], 펄스 레이저 증착(PLD)[3], 분자 빔 에피택시(MBE) 및 고급 박리를 포함한 다양한 방법론을 탐구했습니다. /이동 방법 [7,8,9]. 연구원들은 또한 마이크로 라만, 원자력 현미경(AFM/전도성-AFM) 및 원자 분해능 투과 전자 현미경의 조합을 기반으로 다양한 특성화 프로토콜을 평가하여 층 수, 도핑, MoS2의 변형 및 전류를 평가했습니다. SiC 및 GaN을 사용하여 MoS2 이종접합에 주입합니다.

ETMOS 프로젝트는 과학적 성과를 피어 리뷰 오픈액세스 저널 게재, 국제회의 참가, 2022년 유럽재료연구학회(EMRS) 추계학술대회 심포지엄 개최 등 다양한 수단을 통해 적극적으로 전파해 왔습니다.

“2D 재료의 통합은 SiC 및 GaN에 새로운 기능을 제공하여 이러한 넓은 밴드갭 반도체의 잠재적 응용 범위를 확장합니다. 나는 이 기술로 인해 새로운 시장 기회가 열릴 것으로 기대합니다.”라고 CNR-IMM의 연구 이사인 Filippo Giannazzo는 말합니다.

참고자료

MoS2/4H-SiC 이종접합 다이오드의 전류 밀도 대 바이어스 특성으로 탁월한 정류 동작을 보여줍니다. 참고문헌[3]에서 수정된 이미지. 저작권 와일리, 2023.

(a) AFM, (b) GaN에서 성장한 단층 MoS2 막의 마이크로-라만 및 원자 분해능 STEM 특성화. 참고문헌[2]에서 수정된 이미지. 저작권 엘스비어, 2023.

과학 작가이자 '그래핀의 다양성' 이니셔티브의 코디네이터입니다.

MoS2/4H-SiC 이종접합 다이오드의 전류 밀도 대 바이어스 특성으로 탁월한 정류 동작을 보여줍니다. 참고문헌[3]에서 수정된 이미지. 저작권 와일리, 2023.

(a) AFM, (b) GaN에서 성장한 단층 MoS2 막의 마이크로-라만 및 원자 분해능 STEM 특성화. 참고문헌[2]에서 수정된 이미지. 저작권 엘스비어, 2023.

과학 작가이자 '그래핀의 다양성' 이니셔티브의 코디네이터입니다.