پژوهشگرانی از آزمایشگاه ملی لاورنس برکلی و دانشگاه کالیفرنیا توانستند به طور موفقیت‌آمیزی لایه‌های فوق‌العاده نازکی از نیمه‌رسانای آرسنید ایندیوم را روی یک زیرلایه‌ی سیلیکونی مجمتع کنند و یک ترانزیستور نانومقیاس با خواص الکترونیکی فوق‌العاده بسازند.
یک جایگزین بسیار نازک دیگر برای سیلکیون
پژوهشگرانی از آزمایشگاه ملی لاورنس برکلی
و دانشگاه کالیفرنیا توانستند به طور موفقیت‌آمیزی لایه‌های فوق‌العاده
نازکی از نیمه‌رسانای آرسنید ایندیوم را روی یک زیرلایه‌ی سیلیکونی مجمتع
کنند و یک ترانزیستور نانومقیاس با خواص الکترونیکی فوق‌العاده بسازند.
یکی از اعضای خانواده III-V نیمه‌رساناها، آرسنید ایندیوم است که نسبت به
سیلیکون مزایای زیادی مانند تحرک‌پذیری و سرعت الکترونی بیشتر، دارد که
باعث می‌شود بعنوان یک نامزد مهم برای افزاره الکترونیکی کم‌مصرف و پرسرعت
آینده مطرح شود.
علی جاوی که مدیر این پروژه است، می‌گوید: “ما نشان دادیم که افزاره‌هایی
که با این ماده ساختیم در محدوده کاری ارائه شده افزاره‌های III-V با
کمترین نشت جریان کار می‌کنند. افزاره‌های ما همچنین بهترین عملکرد از نظر
چگالی جریان و ترارسانایی در مقایسه با ترانزیستورهای سیلیکونی با ابعاد
مشابه را نشان دادند.”
جاوی می‌گوید: “ما نشان دادیم که چیزی که
آنرا “XOI”، یا فناوری نیمه‌رسانای مرکب- روی- نارسانا، می‌نامیم به صورت
موازی با “SOI”، یا سیلیکون- روی- نارسانا، قرار دارد. ما با استفاده از یک
روش انتقال اپیتاکسی، لایه‌های بسیار نازکی از تک‌بلور آرسنید ایندیوم را
به زیرلایه سیلیکونی یا سیلیکایی منتقل کردیم و سپس با استفاده از روش‌های
فرآوری متداول افزاره‌ها را ساختیم، تا بتوانیم خواص مواد و افزاره XOI را
مشخص کنیم.”
برای ساخت سکوهای XOI، جاوی و همکارانش لایه‌های نازکی (با ضخامت ۱۰ تا ۱۰۰
نانومتر) از آرسنید ایندیوم تک‌بلوری را روی یک زیرلایه اولیه رشد دادند و
سپس با روش لیتوگرافی، این لایه‌های نازک را به شکل آرایه‌های منظمی از
نانوروبان‌ها الگو‌دهی کردند. این آرایه‌های نانوروبان بعد از اینکه با روش
قلمزنی- خیسِ زیرلایه اولیه، از روی آن برداشته شدند، از طریق یک فرآیند
پرسکاری (stamping) به زیرلایه سیلیکونی یا سیلیکایی منتقل گردیدند.
جاوی خواص الکترونیکی فوق‌العاده ترانزیستور XOI را به ابعاد کوچک لایه “X”
و نقش کلیدی حبس کوانتومی، که بمنظور تنظیم ساختار باندی ماده و خواص
ترابردی آن استفاده می‌شود، نسبت می‌دهد. اگرچه او و همکارانش فقط از
آرسنید ایندیوم به عنوان نیمه‌رسانای مرکب استفاده کردند ولی این فناوری
باید برای سایر نیمه‌رساناهای مرکب III/V نیز قابل اجرا باشد.
این پژوهشگران نتایج کار خود را در مجله‌ی Nature منتشر کرده‌اند.
