Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Раскрытие ошибок Холла вызывает стремление к созданию 2-D материалов

Раскрытие ошибок Холла вызывает стремление к созданию 2-D материалов

Опубликовал: Admin, 15-10-2020, 01:01, Нанотехнологии, 32, 0

Раскрытие ошибок Холла вызывает стремление к созданию 2-D материалов

Когда люди сталкиваются с новым материалом с потенциально интересными электронными свойствами, первое, что делают люди, - это измеряют напряжение Холла. Никогда это не было более справедливым, чем с появлением новых двумерных материалов, но оказывается, что часто устройства, сделанные из двумерных материалов, предназначенные для измерения напряжения Холла, имеют неправильную геометрию. Это именно то, что обнаружили Адам Миколич и его команда из Университета Нового Южного Уэльса, когда они начали изучать характеристики двумерного полупроводникового InAs типа III-V, и поняли, что им необходимо учесть несоответствие между установками. у них была и установка, к которой они стремились. «Мы решили, что это должно быть в литературе; мы не можем быть первыми, кто захотел исправить это, но на самом деле там ничего не было», - говорит он Phys.org.

С доктором философии студент Якоб Зейдл и постдок Ян Глушке, стремящиеся определить, насколько неидеальная геометрия двумерных устройств влияет на их измерения Холла, исследователи начали моделировать установку и проводить серию кропотливых экспериментов на двумерных устройствах Холла с разная геометрия. Они обнаружили, что препятствия на пути к достижению идеальной геометрии для измерений Холла не вносили мелких неточностей; на самом деле, измерения обычно были вдвое, а в некоторых случаях и на целый порядок. «И что интересно, в большинстве случаев это означало, что люди недооценивают то, что они ценят больше всего, а именно мобильность материалов», - добавляет Миколич. «Их материалы лучше, чем они думают, они просто не видят этого, потому что их установка не идеальна».

Проблема с 2-Д

Эффект Холла относится к напряжению, возникающему при приложении магнитного поля к материалу с протекающим через него током, при этом все три элемента перпендикулярны друг другу. Это напряжение Холла дает отличное представление о плотности электронов в материале, которая вместе с подвижностью дает общую проводимость материала.

Для Micolich материалы с неудобной морфологией для измерений Холла - давняя проблема. Работа группы возникла из предыдущей работы над нанопроволокой III-V, где проблема заключалась в прикреплении электродов для измерения напряжения Холла к такому узкому устройству без контакта друг с другом, а затем измерению крошечного напряжения, которое возникает на таких малых расстояниях. Что касается нанопроводов, то трудность получения каких-либо измерений означает, что ученые прибегали ко всевозможным часто неудовлетворительным обходным путям, чтобы измерить электронные свойства. Однако группа Ларса Самуэльсона в Лунде и группа Томаса Шаперса в Юлихе продемонстрировали первые эксперименты по достижению наноразмерной ловкости и чувствительности, необходимых для холловских измерений нанопроволок.

Около года назад Филипп Карофф и его коллеги из Австралийского национального университета обнаружили, что они могут настроить шаблон для выращивания массивов InAs не в форме нанопроволок, а с шириной, растянутой в двумерные «наноласты». Здесь измерения Холла должны были быть немного более простыми, поскольку напряжение Холла генерировалось на большем расстоянии, что приводило к более высоким значениям, которые должно быть легче измерить. Однако, хотя измерения Холла можно проводить с двухмерными материалами, идеальная геометрия представляет собой прямоугольник, длина которого превышает его ширину, с парой точечных контактов, соприкасающихся только со сторонами двухмерного материала. В экспериментах эти точечные контакты имеют конечную ширину, которая может быть довольно большой с точки зрения длины устройства. Кроме того, часть электрода неизбежно перекрывает верх двумерного материала, потому что они такие тонкие. «Немного металла наверху на самом деле имеет большое значение», - говорит Миколич.

Еще одна особенность работы с двумерными материалами - это проблемы с воспроизведением идентичных морфологий, что особенно затрудняет систематическое сравнение влияния геометрии. Здесь Миколич и его команда имели преимущество работать с нанофинами, которые выращивались партиями из миллионов почти идентичных плавников за раз. Чтобы еще больше уменьшить влияние вариаций устройства на результаты, они использовали как можно меньше ребер и прикрепили несколько наборов электродов с разным расстоянием, формой и перекрытием, чтобы сравнивать как можно больше одинаковых.

Исправления под рукой

Работа не только подчеркивает, что эти материалы могут работать лучше, чем считалось ранее, но и предоставляет таблицы измерений, чтобы люди могли решить, как исправить недостатки своих собственных устройств. Ожидается, что указанные поправки будут применимы ко всем материалам независимо от их конкретных свойств, поскольку только геометрия устройства влияет на измерения.

Миколич предполагает, что за эти годы, вероятно, было много групп, которые осознали, что их устройства не соответствуют идеальной геометрии для измерений Холла, и, возможно, были разочарованы, не найдя в литературе ничего, указывающего, как исправить эффект.

«Ну, - говорит Миколич, - теперь есть».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии