Исследователи Университета Буффало совершили значимый прорыв в области наноэлектроники, предложив новый подход к созданию более эффективных электронных устройств. В ходе исследования, опубликованного в журнале ACS Nano, учёные продемонстрировали преимущества комбинирования двумерных материалов с традиционным кремнием.

Современная наноэлектроника работает с настолько малыми компонентами, что они могут уместиться на кончике иглы. Эти технологии лежат в основе компьютеров, смартфонов и медицинского оборудования. Команда исследователей под руководством доктора Хуамина Ли и доктора Фей Яо обнаружила, что использование тончайших двумерных материалов, таких как дисульфид молибдена (MoS2), в сочетании с кремнием может существенно улучшить характеристики электронных устройств.

Особенно важным стал тот факт, что двумерный материал толщиной менее одного нанометра, размещённый между металлом и кремнием, способен значительно изменить характер протекания электрического тока. При этом исследователи установили, что двумерный материал влияет преимущественно на процесс инжекции заряда, практически не затрагивая его сбор.

«Независимо от того, используем ли мы полупроводниковый MoS2, полуметаллический графен или изолятор h-BN, все эти материалы могут по-разному влиять на инжекцию заряда, но демонстрируют схожее поведение при его сборе. В особых условиях двумерный материал ведёт себя так, словно он невидим или имеет нулевое сопротивление для сбора заряда», – поясняет доктор Ли.

Исследование также раскрывает важные аспекты энергетической зонной структуры и механизмов переноса заряда на границе двумерных и трёхмерных материалов, особенно когда двумерные материалы масштабируются до монослоёв. Это понимание важно для развития будущих технологий и создания более компактных и мощных электронных устройств.