Технология запрещенной зоны - Band-gap engineering
Разработка ширины запрещенной зоны - это процесс управления или изменения ширины запрещенной зоны материала. Обычно это делается с полупроводниками , контролируя состав сплавов или создавая слоистые материалы с чередующимся составом. Запрещенная зона - это область в твердом теле, где не может существовать электронное состояние. Ширина запрещенной зоны диэлектриков намного больше, чем у полупроводников. Проводники или металлы имеют гораздо меньшую ширину запрещенной зоны или ее вовсе не имеют, чем полупроводники, поскольку валентная зона и зона проводимости перекрываются. Регулирование ширины запрещенной зоны позволяет добиться желаемых электрических свойств.
Молекулярно-лучевая эпитаксия (МБЭ)
Молекулярно-лучевая эпитаксия - это метод, используемый для создания тонких эпитаксиальных пленок из различных материалов, от оксидов до полупроводников и металлов. Различные пучки атомов и молекул в среде сверхвысокого вакуума стреляют в почти атомарно чистый кристалл, создавая эффект наслоения. Это вид тонкопленочного осаждения . Полупроводники являются наиболее часто используемым материалом из-за их использования в электронике. С МЛЭ возможны такие технологии, как устройства с квантовыми ямами, сверхрешетки и лазеры. Эпитаксиальные пленки полезны из-за их способности производить с электрическими свойствами, отличными от свойств подложки, либо с более высокой чистотой, либо с меньшим количеством дефектов, либо с другой концентрацией электрически активных примесей по желанию. Изменение состава материала приводит к изменению ширины запрещенной зоны из-за связывания разных атомов с разной шириной запрещенной зоны.
Инженерия запрещенной зоны, вызванная деформацией
Полупроводниковые материалы могут изменяться, вызывая деформацию, от настраиваемых размеров и форм из-за эффектов квантового ограничения . Более широкий диапазон перестраиваемой запрещенной зоны возможен из-за высокого предела упругости полупроводниковых наноструктур. Деформация - это отношение удлинения к исходной длине, которое можно использовать в наномасштабе.
ZnO нанопроволоки
ZnO Нанопровод используется в Наногенераторах, эффект нанопроволоки поля транзисторов , пьезоэлектрические диоды и химические датчики. Было проведено несколько исследований влияния деформации на различные физические свойства. Нанопроволоки ZnO, легированные сурьмой, испытывают колебания в сопротивлении при воздействии деформации. Деформация изгиба может вызвать увеличение электропроводности. Деформация также может вызвать изменение транспортных свойств и изменение ширины запрещенной зоны. Коррелируя эти два эффекта в ходе экспериментов, можно получить изменение транспортных свойств в зависимости от ширины запрещенной зоны. Электрические измерения производятся с использованием системы зондирования сканирующего туннельного микроскопа и просвечивающего электронного микроскопа .
Энергетическая ширина запрещенной зоны графеновых нанолент
Когда литографически генерируемые графеновые ленты ограничиваются латерально по заряду, это создает энергетический зазор около точки зарядовой нейтральности. Чем уже ленты, тем больше ширина запрещенной зоны в зависимости от проводимости, зависящей от температуры . Узкая лента считается квазиодномерной системой, в которой ожидается открытие запрещенной зоны. Отдельные листы графена механически извлекаются из объемных кристаллов графита на кремниевую подложку и контактируют с металлическими электродами Cr / Au. Силсесквиоксан с водородом наносится на образцы, чтобы сформировать маску травления, а затем кислородная плазма используется для травления незащищенного графена.