【IENE-239】ヤリたい盛りの僕には大問題！裸族ばかりの女子寮

后果简介

二维(2D)材料由于独到的性能，包括高迁徙率、优异的光电反应和原子级轨范的沟谈宽度，引起了平方参议酷好。其中， 黑磷(BP)因其高迁徙率以及出色的电学性能而备受热心。BP的能带转机范围大，从2 eV（单层）~0.3 eV（块体）， 适用于许巨额导体器件。同期， BP还在光学和电学上展现出各向异性， 成为电子和光电子器件愚弄领域相当有远景的候选材料之一。

香港理工大学郝建华教学（通信作家）、博士生赵钰茜，博士后茅建丰（共一作家）等东谈主报谈了一种新式的BP改造战略。选拔乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)团聚物和乙二醇(EG)四肢粘合层和改造介质，将之前广受热心的通过风雅适度的脉冲激光千里积(PLD)滋长的厘米级高质料少层BP薄膜由非传统电子器件基底（云母衬底）改造到硅基衬底上，同期最猛进程地保抓了BP在改造经过中的优异结晶质料和性能。

作家制备了大面积底栅式少层BP场效应晶体管(FET)阵列， 并通过电学测试，少妇图片展现了扫数这个词阵列器件精好意思的均一性。这些FET阵列器件具有高载流子迁徙率和大电流开关比等优异的电学特质， 与在云母衬底上滋长的BP薄膜相当。这项职责证据了湿法改造要道大约制造高结晶BP阵列器件， 同期还能保抓材料优异的电学性能， 为BP材料更平方愚弄的提供了可行性。

参议布景

二维(2D)材料展现出独到的物理特质，为罢了新式电子和光电子器件愚弄提供了重大的远景。比较于机械剥离法得到超薄2D材料晶片， 晶圆级2D材料因其不错克服材料尺寸的收尾， 欢跃阵列器件的愚弄需求， 非常是集成电路等大畛域愚弄，引起了科研界的平方热心。BP因其特地的物理特质，为科罚当今信息产业存在的问题提供了一种可能的科罚决策。最近报谈的通过脉冲激光千里积(PLD)要道在云母衬底上顺利滋长高度结晶的厘米级黑磷(BP)薄膜， 引起了平方的参议酷好。关联词， 一种将BP薄膜与传统硅基(光电)电子器件进行集成的灵验且通用的改造要道仍然缺失。

大面积二维黑磷（BP）薄膜的改造

从图中不错明晰地看到，BP薄膜富余从云母衬底上脱离了。改造后得到的大面积 BP 薄膜名义洁净、相连、均匀， 莫得出现任何裂纹或褶皱。这充分标明， 将 BP 薄膜从云母衬底奏效改造到硅基衬底上的经过相当告成。使用选拔乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)和聚苯乙烯（PS）四肢粘合层进行对比， 拒绝标明EVA更相宜大面积BP薄膜的改造， 而PS改造效果较差。这归因于EVA与BP之间的黏附力强于黑磷与云母之间， 而PS与黑磷的黏附力较弱。

图1. 脉冲激光千里积(PLD)制备的黑磷(BP)薄膜的湿法改造经过

图2. 不同改造绪论的比较

黑磷(BP)薄膜表征

通过原子力显微镜(AFM)，X射线衍射(XRD)和拉曼光谱（Raman）分析炫耀，湿法改造前后BP薄膜的样品特征基本保抓不变，标明改造经过莫得阻扰BP薄膜的结构和质料。

图3. 改造前后的黑磷(BP)薄膜表征

黑磷（BP）场效应晶体管(FET)阵列的电学表征

通过制备具有不同沟谈长度的BP FET阵列，咱们发现湿法改造后的BP薄膜发达出精好意思的均匀性和相连性。对比有无团聚物保护的BP FET， 发现团聚物涂层不错灵验保护BP器件在大气环境走漏下的电学性能。接纳底栅结构制造的BP FET展现出优异的输出特质， 迁徙率高达293 cm2 V-1 s-1， 同期大约罢了3. 6×103倍的电流调制。尽管跟着沟谈长度增多， 性能略有下落， 但举座上湿法改造工艺大约很好地保抓BP薄膜的高质料和无缺性。

与其他制备要道得到的BP器件以及湿法改造的二硫化钼FET比较， 本文接纳的湿法改造BP FET展现出愈加出色的电学性能， 超越了该要道的上风。这些拒绝标明， 本文所种植的湿法改造工夫大约灵验的鼓吹大面积、高质料BP薄膜的愚弄，并为新式FET器件结构计算提供新的念念路。

图4. 改造后的黑磷(BP)薄膜电学表征

图5. 黑磷(BP) 场效应晶体管(FET)的改造特质

A clean transfer approach to prepare centimetre-scale black phosphorus crystalline multilayers on silicon substrates for field-effect transistors， Nature Communications， 2024.

文件信息

Wu， Z. et al. Large-scale growth of few-layer two-dimensional black phosphorus. Nat. Mater.20， 1203–1209 (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-021-01001-7

Zhao， Y.， Wu【IENE-239】ヤリたい盛りの僕には大問題！裸族ばかりの女子寮， Z.， Dang， Z. & Hao， J. Progress in the synthesis of 2D black phosphorus beyond exfoliation. Appl. Phys. Rev.9， 041318 (2022).