De nouvelles recherches révèlent la facilité d'accordage d'un matériau pérovskite, ouvrant les portes à son utilisation généralisée dans l'électronique de nouvelle génération. Crédit :Institut des sciences et technologies de Gwangju
Alors que nos modes de vie s'enracinent dans l'électronique flexible, les appareils intelligents, l'intelligence artificielle, l'internet des objets, etc., des composants électroniques hautes performances capables de collecter, de traiter et d'exécuter des données à grande vitesse deviennent une nécessité. Certaines pérovskites sont des structures cristallines qui peuvent être des alternatives prometteuses aux composants à base de silicium pour ces applications électroniques de nouvelle génération. Leur réseau de type cubique les rend idéaux pour être utilisés comme base pour la croissance de films d'oxyde afin de former des hétérostructures aux propriétés électriques uniques. Les propriétés de ces hétérostructures dépendent du transfert de charge dans la couche interfaciale entre le substrat pérovskite et la surcouche d'oxyde. Ce transfert de charge peut être manipulé soit par dopage, soit par le processus de fabrication.
Désormais, des chercheurs coréens, dirigés par le professeur Bongjin Simon Mun de l'Institut des sciences et technologies de Gwangju, utilisent la spectroscopie photoélectronique à rayons X à pression ambiante (AP-XPS) et la diffraction d'électrons à basse énergie (LEED) pour étudier comment les conditions de fabrication (recuit dans un environnement riche en oxygène et un environnement déficitaire en oxygène, à basse pression) pour un matériau pérovskite particulier, SrTiO3 - l'un des substrats les plus populaires pour la croissance de films d'oxyde - affecte sa surface non dopée et la couche interfaciale résultante de l'hétérostructure.
En utilisant une surface non dopée, les chercheurs ont voulu examiner les changements qui se produisent à la surface du substrat sans interférence des dopants. "La présence de dopage peut interférer avec l'interprétation correcte des états de défaut de surface, ce qui peut être critique pour appréhender les propriétés électriques des hétérostructures. Notre étude sur SrTiO3 non dopé fournit des caractéristiques impartiales de SrTiO3 substrat », explique le professeur Mun Leurs découvertes ont été mises en ligne le 16 septembre 2021 et publiées dans le Journal of Materials Chemistry C.
Dans l'environnement d'oxygène, une couche d'appauvrissement en électrons formée lorsque les atomes de Sr dans le substrat ont migré vers la surface du film pour réagir avec l'oxygène et former une couche d'oxyde stable. Dans l'environnement de déficit en oxygène à basse pression, la formation d'une telle couche d'appauvrissement était limitée car la couche d'oxyde se formait en raison de la réduction du TiO2 couche qui a généré des électrons.
Dans les deux environnements, une couche d'oxyde similaire s'est formée, mais les propriétés électroniques de la structure différaient car la couche d'appauvrissement en électrons est la clé de la conductivité de la structure. "Notre travail montre clairement comment les propriétés électriques des appareils peuvent être ajustées en ajustant la population d'électrons près de la région de surface, ce qui est un résultat très fondamental et important indiquant que les futurs appareils électroniques peuvent être réalisés avec une caractérisation des matériaux au niveau atomique", dit le professeur Mun. "A terme, notre étude sur SrTiO3 établira une base solide pour les appareils électroniques avancés qui nous permettront d'avoir un meilleur style de vie." + Explorez davantage
