Ученые из НИУ "МИЭТ" вместе с коллегами из Италии и Германии предложили новую технологию получения двумерного теллурида галлия — важного материала передовой электроники. Результаты их исследования опубликованы в журнале npj 2D Materials and Applications, принадлежащем Springer Nature.

Будущее современной электроники напрямую связано с созданием новых материалов и их интеграцией в технологии производства чипов. Сейчас, по словам специалистов, большой интерес вызывают так называемые двумерные (2D) материалы, обладающие уникальными свойствами.

Материалы этого класса имеют слоистую структуру, объяснили ученые. В пределах отдельного слоя атомы связаны жесткими ковалентными связями, а слои между собой — слабыми межмолекулярными связями Ван-дер-Ваальса.

Специалисты отмечают, что контролируемое создание таких структур на стандартных полупроводниковых подложках связано с множеством проблем. Наиболее важная из них — дефекты на стыке формируемого материала и подложки, вызванные структурными несоответствиями между кристаллическими решетками. Такие дефекты сильно снижают эффективность 2D-материалов и негативно влияют на их структуру.

Команде специалистов НИУ "МИЭТ" и их зарубежным коллегам удалось решить эту проблему, предложив новый метод выращивания 2D-кристаллов теллурида галлия на кремниевой подложке. По словам ученых, разработка позволяет интегрировать это соединение с востребованными нелинейно-оптическими свойствами в уже существующую технологию изготовления чипов.

"Теллурид галлия имеет две структурные формы — гексагональную и моноклинную, именно последняя обладает необходимыми свойствами. Ее формирование на поверхности монокристаллического кремния мы проводили в два этапа: сначала путем молекулярно-пучковой эпитаксии на подложке выращивается гексагональная фаза, затем за счет обжига вносится энергия, провоцирующая ее трансформацию в моноклинную фазу", — рассказал старший научный сотрудник лаборатории электронной микроскопии и доцент института физики и прикладной математики НИУ "МИЭТ" Александр Приходько.

Полученный таким образом теллурид галлия имеет стабильную оптически активную структуру. Применение такого материала в электронике позволит разработать новые фотодетекторы, элементы для солнечной энергетики или для дисплеев нового поколения.