Idealne dopełnienie grafenu

Heksagonalny azotek boru (h-BN) może być idealnym dielektrykiem w kolejnych generacjach podzespołów elektronicznych. Charakteryzuje się on bowiem bardzo równomiernym przepływem elektronów.

Międzynarodowy zespół naukowców badał, jak h-BN zachowuje się w roli warstwy przedzielającej dwie warstwy przewodzące. Uczeni odkryli, że liczba elektronów tunelowanych przez taki dielektryk zależy wykładniczo od liczby jego warstw.

Azotek boru to, podobnie jak grafen, struktura dwuwymiarowa. W przeciwieństwie do grafenu jest on jednak izolatorem. W miarę miniaturyzacji tranzystorów h-BN będzie prawdopodobnie najlepszym materiałem używanym w roli dielektryka - powiedział Liam Britnell z University of Manchester. Członkiem grupy badawczej był jeden z odkrywców grafenu, Konstantin Novoselov, oraz inni uczeni z Wielkiej Brytanii, Rosji, USA, Singapuru i Holandii. Britnell uważa, że przyszłe tranzystory mogą być zbudowane z grafenu i azotku boru. Oba materiały mają bowiem podobną strukturę siatki krystalicznej, ale odmienne właściwości elektroniczne. O tym, jak obiecujące może być połączenie obu materiałów pisaliśmy w notce Azotek boru lepszy dla grafenu niż krzem.

Podczas swoich najnowszych badań uczeni skupili się na badaniu diod tunelujących [polecamy tekst W warstwach nadzieja - red.], w których h-BN wykorzystano w roli izolatora pomiędzy takimi materiałami jak grafen, grafit i złoto. Precyzyjne pomiary wykazały, że już pojedyncza warstwa heksagonalnego azotku boru działa efektywna bariera, a przepływ prądu zmniejsza się wraz ze wzrostem liczby warstw. Do całkowitego zatrzymania tunelowania elektronów pomiędzy warstwami grafenu dochodzi, gdy przedzielimy je więcej niż sześcioma warstwami h-BN.

Naukowcy mówią, że teraz skupią się na poszukiwaniu półprzewodnika, który uzupełni konfigurację h-BN/grafen. Byłoby wspaniale znaleźć taki materiał. Chcemy połączyć w warstwy grafen, h-BN i inne materiały i stworzyć z nich nowe struktury trójwymiarowe. Mamy nadzieję, że dzięki temu odkryjemy nowe właściwości fizyczne oraz nowe sposoby tworzenia elektroniki - stwierdził Britnell.