Les diodes Schottky sont composées d'un métal en contact avec un semi-conducteur. Malgré leur construction simple, Les diodes Schottky sont des composants extrêmement utiles dans l'électronique moderne. Les diodes Schottky fabriquées à l'aide de matériaux bidimensionnels (2-D) ont attiré l'attention de la recherche ces dernières années en raison de leur potentiel dans les transistors, redresseurs, générateurs de radiofréquence, des portes logiques, cellules solaires, capteurs chimiques, photodétecteurs, électronique flexible et ainsi de suite.

La compréhension des diodes Schottky à base de matériaux 2-D est, cependant, incomplet. Plusieurs modèles théoriques ont coexisté dans la littérature et un modèle est souvent choisi a priori sans justifications rigoureuses. Il n'est pas rare de voir un modèle analytique avec la physique sous-jacente contredire fondamentalement les propriétés physiques des matériaux 2D appliqués pour l'analyse d'une diode Schottky en matériau 2D.

Rapports dans Lettres d'examen physique , Des chercheurs de l'Université de technologie et de design de Singapour (SUTD) ont fait un grand pas en avant dans la résolution des mystères entourant les diodes Schottky en matériau 2D. En utilisant une analyse théorique rigoureuse, ils ont développé une nouvelle théorie pour décrire différentes variantes de diodes Schottky à base de matériaux 2-D dans un cadre unificateur. La nouvelle théorie pose un fondement qui unit des modèles antérieurs contrastés, résolvant ainsi une confusion majeure dans l'électronique matérielle 2-D.

"Une découverte particulièrement remarquable est que le courant électrique circulant à travers une diode Schottky en matériau 2D suit une loi d'échelle universelle unique pour de nombreux types de matériaux 2D, " a déclaré le premier auteur, le Dr Yee Sin Ang de SUTD.

Les lois d'échelle universelles sont très précieuses en physique car elles fournissent un "couteau suisse" pratique pour découvrir le fonctionnement interne d'un système physique. Des lois d'échelle universelles sont apparues dans de nombreuses branches de la physique, y compris les semi-conducteurs, supraconducteurs, dynamique des fluides, fractures mécaniques, et même dans des systèmes complexes tels que la durée de vie des animaux, Résultats des élections, les transports et la croissance de la ville.

La loi d'échelle universelle découverte par les chercheurs de SUTD dicte la façon dont le courant électrique varie avec la température et est largement applicable à de larges classes de systèmes 2D, y compris les puits quantiques à semi-conducteurs, graphène, silicène, germanène, stanène, les dichalcogénures de métaux de transition et les couches minces de solides topologiques.

"La forme mathématique simple de la loi d'échelle est particulièrement utile pour les scientifiques appliqués et les ingénieurs dans le développement de nouveaux matériaux électroniques 2-D, " a déclaré le co-auteur, le professeur Hui Ying Yang de SUTD.

Les lois d'échelle découvertes par les chercheurs de SUTD fournissent un outil simple pour l'extraction de la hauteur de barrière Schottky, une quantité physique d'une importance critique pour l'optimisation des performances de l'électronique matérielle 2-D.

"La nouvelle théorie a un impact de grande envergure en physique de l'état solide, " a déclaré le co-auteur et chercheur principal de cette recherche, Prof. Lay Kee Ang de SUTD, "Il signale la rupture de l'équation de diode classique largement utilisée pour les matériaux traditionnels au cours des 60 dernières années, et améliorera notre compréhension sur la façon de concevoir une meilleure électronique matérielle 2-D.