2 ) est un composé cristallin qui, si assez pur, peut être utilisé comme un transistor. Sa structure moléculaire est un sandwich atomique composé d'un atome de molybdène pour deux atomes de tellure. Il a été fabriqué pour la première fois dans les années 1960 via plusieurs méthodes de fabrication différentes, mais jusqu'à l'année dernière, il n'avait jamais été fabriqué sous une forme suffisamment pure pour convenir à l'électronique.
L'année dernière, une équipe de recherche multidisciplinaire coréenne a conçu une méthode de fabrication pour la création de MoTe pur 2 . Non seulement ils ont réussi à faire de MoTe 2 à l'état pur, ils ont pu en fabriquer deux types :une variété semi-conductrice appelée 2H-MoTe 2 (2H en raison de sa forme hexagonale) et une variété métallique appelée 1T'-MoTe 2 (1T' car il a une forme octaédrique) — qui sont tous deux stables à température ambiante.
Faire MoTe 2 sous une forme pure était très difficile et il était considéré par certains comme un mouton noir de la famille des dichalcogénures de métaux de transition (TMD) et délibérément ignoré. Les TMD sont des molécules qui peuvent être extrêmement fines, seulement quelques couches atomiques, et ont une propriété électrique appelée bande interdite, ce qui les rend idéales pour la fabrication de composants électriques, surtout les transistors.
Un cristal TMD suit un format MX2 :il y a un métal de transition, représenté par M (M peut être du tungstène, Molybdène, etc.) et deux chalcogénures, le X2 (Soufre, Sélénium, ou tellure). Ces atomes forment un mince sandwich moléculaire avec un métal et deux chalcogénures, et selon leur mode de fabrication, peut exister dans plusieurs arrangements atomiques de formes différentes.
L'écrasante majorité des puces électroniques actuelles sont en silicium, et ils fonctionnent extrêmement bien. Cependant, à mesure que les appareils deviennent plus petits, il existe une demande croissante pour réduire la taille des puces logiques qui font fonctionner ces appareils. Lorsque les copeaux approchent de l'épaisseur d'un ou de plusieurs atomes, (communément appelé bidimensionnel), le silicium ne fonctionne plus aussi bien qu'à une plus grande échelle 3D. Au fur et à mesure que l'échelle approche des deux dimensions (2D), la bande interdite du silicium change (bande interdite supérieure à celle de sa forme 3D) et les points de contact avec les connexions métalliques sur silicium ne sont plus assez lisses pour être utilisés efficacement dans les circuits électriques.
le 2H-MoTe 2 et 1T'-MoTe 2 ligne de transition et électrodes métalliques attachées au 1T'-MoTe 2
C'est l'occasion idéale d'employer de nouveaux, matériaux exotiques TMD. L'équipe de recherche d'IBS a pu exploiter les deux versions de MoTe 2 et faire un cristal 2D composé du semi-conducteur 2H-MoTe 2 et le 1T'-MoTe métallique 2 . Cette configuration est supérieure à l'utilisation de silicium ou d'autres semi-conducteurs 2D car la limite où le semi-conducteur (2H) et le métallique (1T') MoTe 2 rencontrer ont ce qu'on appelle une homojonction am ohmique. Il s'agit d'une connexion qui se forme à la frontière entre deux phases structurelles différentes dans un même matériau. Malgré un MoTe 2 l'état étant un semi-conducteur et l'autre étant métallique, l'équipe a pu créer une homojonction ohmique entre eux, établir une connexion extrêmement efficace.
Pour faire ça, l'équipe a commencé avec un morceau de leur pur 2H-MoTe 2 qui avait plusieurs atomes d'épaisseur. Ils ont dirigé un laser de 1 µm de large (un cheveu humain mesure de 17 à 181 µm) sur le 2H-MoTe 2 qui a chauffé localement l'échantillon et changé la zone affectée en 1T'-MoTe 2 . Avec cette méthode, l'équipe a pu créer un transistor 2D qui utilisait une fusion des propriétés semi-conductrices du 2H-MoTe 2 matériau ainsi que la conductivité élevée du 1T'-MoTe 2 .
Il s'agit d'une solution intelligente à plusieurs problèmes qui ont entravé les scientifiques et les ingénieurs dans le passé. En utilisant un seul matériau dans le canal de l'appareil et la jonction métal-semi-conducteur, il est plus économe en énergie puisque les joints entre les deux phases du MoTe 2 sont fusionnés en réalisant un contact ohmique au niveau des joints. Parce que 1T'-MoTe 2 est un si bon conducteur, des électrodes métalliques peuvent lui être appliquées directement, économiser tout travail supplémentaire de trouver un moyen de fixer des fils métalliques. Cette nouvelle technique de fabrication est un moyen hyper efficace d'utiliser le MoTe disponible 2 sans aucune pièce gaspillée ou superflue.
Interrogé sur son potentiel pour une utilisation future, Le professeur Heejun Yang de SKKU a déclaré :« Il existe de nombreux candidats pour les semi-conducteurs 2D, mais MoTe 2 a une bande interdite d'environ 1 eV qui est similaire à la bande interdite du silicium et permet une homojonction ohmique aux jonctions semi-conducteur-métal." Cela signifie que MoTe 2 peut remplacer le silicium sans trop changer les configurations de tension actuelles utilisées avec les technologies silicium d'aujourd'hui. Le MoTe biphasé 2 transistor semble prometteur pour une utilisation dans de nouveaux appareils électroniques, car la demande de composants augmente pour les matériaux de petite taille, léger et extrêmement économe en énergie.
