(PhysOrg.com) -- Une équipe de chercheurs travaillant à l'Université de Californie, Berkeley, a développé une toute nouvelle classe de semi-conducteurs bidimensionnels à base d'arséniure d'indium. Appelées membranes quantiques, le nouveau matériau a une structure en bande et peut être transformé d'un matériau en vrac en un matériau bidimensionnel, simplement en réduisant sa taille. L'équipe, dirigé par Ali Javey, ont publié les résultats de leurs découvertes dans Lettres nano .
Les semi-conducteurs dits bidimensionnels peuvent être créés à cause de quelque chose appelé, confinement quantique, c'est là que les propriétés électroniques et optiques d'un matériau changent à mesure que la taille de l'échantillon augmente jusqu'à un certain degré de petitesse ; dans ce cas, à environ 10 nm ou moins. Ils, en substance, se limitent à opérer dans un espace à deux dimensions. En raison de leurs propriétés uniques, ils peuvent être utilisés dans des applications optiques et électriques quantiques hautement spécialisées. Jusqu'à maintenant, la plupart des recherches sur ces semi-conducteurs uniques ont impliqué l'utilisation de matériaux tels que le graphène. Javey et son équipe adoptent une autre approche, créer des membranes quantiques (MQ) à partir de bandes d'arséniure d'indium
La nouveauté et l'originalité des QM est qu'ils peuvent être utilisés en tant que matériau autonome et peuvent donc être utilisés avec une variété de substrats, contrairement à d'autres structures de ce type qui ne reposent que sur une seule.
Pour faire les QM, l'équipe cultive d'abord l'arséniure d'indium dans un substrat GaSb et AlGaSb. Ils façonnent ensuite la couche supérieure dans la forme souhaitée; puis la couche inférieure est gravée. La couche d'arséniure d'indium restante est ensuite déplacée vers le substrat souhaité pour fabriquer le produit final.
Pour montrer l'efficacité du produit obtenu, l'équipe a cartographié les propriétés optiques de chaque sous-bande tout en modifiant l'épaisseur de la structure dans son ensemble. Aussi, en testant les propriétés électriques du nouveau matériau, ils ont découvert que la mobilité des électrons ne dépendait pas du champ appliqué, sauf en cas de champs très élevés, ce qui est bien sûr assez différent des semi-conducteurs conventionnels.
En plus d'ajouter un nouveau matériau à la banque à disposition des chercheurs dans l'utilisation des matériaux semi-conducteurs, les résultats de ce travail donnent également un aperçu du fonctionnement des matériaux structurellement confinés, ce qui pourrait conduire à davantage de matériaux dotés de propriétés vraiment uniques.
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