Eletrônica

Transístor 2-D é simultaneamente metal e semicondutor

Transístor 2-D é simultaneamente metal e semicondutor
Cristais de MoTe2 metálicos (esquerda), caracteristicamente retangulares, e semicondutores (direita), caracteristicamente hexagonais.[Imagem: Ji Ho Sung et al. - 10.1038/NNANO.2017.161]

Transistores monocamadas

Os transistores eram planos, depois migraram para 3D, e então os transistores 3D foram miniaturizados até a nanoescala.

A onda atual é de simplificação, voltando aos transistores não apenas planos, mas 2D mesmo, formados por camadas monoatômicas, seja de grafeno, de molibdenita ou de qualquer outro material bi ou mesmo uni-dimensional.

E o primeiro FET-2D - transístor de efeito de campo bidimensional - acaba de ser fabricado por uma equipe do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul.

Ser 2D significa que o transístor inteiro é feito de um único material, neste caso de telureto de molibdênio (MoTe2).

"FETs feitos de semicondutores 2D são isentos dos efeitos de curto-circuito porque todos os elétrons ficam confinados em canais naturalmente atômicos, livres de ligações indesejadas na superfície," disse Ji Ho Sung, responsável pela construção do transístor.

Material polimórfico

A principal questão para que os transistores de materiais monoatômicos, como o grafeno e a molibdenita, cheguem ao uso prático é a existência de uma grande resistência elétrica no contato entre o semicondutor 2D e os eletrodos que transportam os sinais elétricos.

Para lidar com a questão, a equipe desenvolveu uma nova técnica para produzir transistores 2D com semicondutores e metais feitos do mesmo composto químico. Assim como os nanotubos de carbono, o MoTe2 é um material polimórfico, o que significa que ele pode vir em sabores metálico e semicondutor.

Isso permitiu reduzir a resistência de contato na interface entre o semicondutor e o metal por um fator de 7, passando de 150meV para 22meV.

A equipe acredita que ainda dá para melhorar, sobretudo porque o limite quântico teórico é muito baixo. Se solucionarem o problema para o seu material, há uma grande possibilidade que a mesma solução se aplique para o grafeno e outros materiais dicalcogenetos, que geram transistores muito rápidos, mas possuem o mesmo problema de interconexão com os circuitos metálicos.

Bibliografia:

Coplanar semiconductor-metal circuitry defined on few-layer MoTe2 via polymorphic heteroepitaxy
Ji Ho Sung, Hoseok Heo, Saerom Si, Yong Hyeon Kim, Hyeong Rae Noh, Kyung Song, Juho Kim, Chang-Soo Lee, Seung-Young Seo, Dong-Hwi Kim, Hyoung Kug Kim, Han Woong Yeom, Tae-Hwan Kim, Si-Young Choi, Jun Sung Kim, Moon-Ho Jo
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/NNANO.2017.161




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