В последние годы индустрия полупроводников постоянно стремится к более высокой производительности и более низкому потреблению энергии. Кремний, как традиционный полупроводниковый материал, хотя и преобладал выдающимися достижениями в последние десятилетия, в то время как технологии продолжали развиваться, исследователи искали материалы, которые могли бы выйти за пределы кремния. Недавно кристаллический материал под названием тернари тетра-висмута привлек большое внимание. Этот материал способен формировать сверхтонкие кристаллические мембраны, которые могут перемещаться примерно в 7 раз быстрее, чем обычные полупроводники, предвещая новую революцию в индустрии полупроводников.

Структура и характеристики трителлургических висмутных руд

Трителлур висмут — это материал с слоистой структурой, химическая формула AB2X4, где A, B и X представляют различные элементы соответственно. В частности, классическим составом трителлургических висмутных руд является Bi2Te2S или Bi2Te2Se. Уникальная структура этого материала состоит в Том, что его слоистая кристаллическая структура позволяет ему формировать чрезвычайно тонкую мембрану, сохраняя при этом хорошие электрические и тепловые свойства.

Электронная миграция трителлура висмута в семь раз выше, чем в традиционных кремниевых полупроводниках, что означает, что электроны движутся гораздо быстрее в материалах. Эта функция позволяет трителлургическим висмутным рудам иметь огромный потенциал применения в высокочастотных, высокоскоростных электронных устройствах. Кроме того, этот материал демонстрирует хорошие тепловые и электрические свойства, которые могут играть важную роль в преобразователях тепла и датчиках.

Метод изготовления трителлура висмута

Методы изготовления трителлурфита висмута содержат в основном механическое очищение, химическое отложение газов (CVD) и молекулярное эпитаксирование пучков (MBE). Среди них механическое удаление было первым способом, использованным для изготовления сверхтонких кристаллических мембран. Этот метод состоит из кусочков компоновки посредством механической силы, которая, несмотря на операбельную гибкость, затрудняет управление толщиной и однородностью мембраны.

В отличие от этого, химический метод отложения газов и закон молекулярной эпиляции пучка позволяют более точно контролировать толщину и массу мембраны. Метод CVD расщепился и осаждался при высокой температуре, формируя мембрану на основании основания, в то время как метод MBE развивал атомный пучок в условиях сверхвысокого вакуума. Изоляция трителлура висмута, изготовленная в обоих методах, обладает значительными преимуществами в толщине, однородности и кристаллической массы.

Перспектива применения трителлургических бисмутных руд в полупроводниках

Применение трителлургических бисмутных руд как нового полупроводникового материала имеет широкие перспективы. Во-первых, в высокочастотных электронных устройствах высокая электронная миграция трителлура висбрита позволяет ему работать на более высоких частотах, применяемых в таких областях, как 5G коммуникаций, радары и т.д. Во-вторых, из-за своих хороших термоэлектрических свойств трителлур висмут может использоваться для термоэлектрических преобразователей, преобразуя отходы тепла непосредственно в электроэнергию и увеличивая эффективность использования энергии. Кроме того, этот материал имеет более высокий фотоэлектрический ответ, применяемый к фотоэлектрическим детекторам ad532 BRMZ, фотоэлектрическим устройствам, таким как солнечные батареи.

Вызов и направление развития в будущем

Несмотря на то, что трителлургические висмутные рудники преобладают во многих отношениях, их крупномасштабное применение по-прежнему сталкивается с трудностями. Во-первых, вопрос о Том, как приготовить большую и качественную плёнку из трителлура висмута является ключевым. Современные методы производства, несмотря на то, что они могут получить высококачественные мембраны, остаются техническими узкими узкими точками на крупном объеме производства. Во-вторых, стабильность и надежность трителлургических висмутных руд в применении оборудования также требуют дополнительной проверки.

В будущем исследователи должны продолжать работу в следующих областях:

(1) оптимизация производственных технологий: дальнейшее развитие тонкопленочных технологий, таких как CVD и MBE, с целью достижения крупномасштабного, высококачественного производства трителлура и висбрита.

(2) устройство разработано и оптимизировано: разработано и оптимизировано для характеристики трителлургических висмут, разработано и оптимизировано различными электронными и оптическими электронными устройствами, чтобы в полной мере использовать свои материальные преимущества.

(3) исследование стабильности и надежности: глубокое изучение стабильности и надежности трителлургических приборов висмута в течение длительного времени, с тем чтобы обеспечить их эффективность в их практическом применении.

Трителлур висмут, как новый кристаллический материал, демонстрирует свой огромный потенциал в области полупроводников. Высокая подвижность электронов, превосходная тепловая энергетика и хороший фотоэлектрический ответ делают его широко распространенным в высокочастотных электронных устройствах, тепловых преобразователях и фотоаппаратах. Несмотря на то, что в настоящее время существуют проблемы с крупными производственными и приборами и стабильностью, трителлур висмут, как ожидается, станет важным членом следующего поколения полупроводниковых материалов и будет способствовать дальнейшему развитию технологии полупроводников, поскольку научные исследования продолжаются.

22810-00-05-10-02