Спец-ЭлектронКомплект

Ученые Санкт-Петербургского университета первыми разработали и запатентовали устройство для получения силицена с улучшенной кристаллической структурой. Первая такая разработка в России может быть перспективной для посткремниевой микроэлектроники будущего.

Монослой силицена

В последние годы широко изучаются материалы, которые могли бы заменить дорогостоящий кристаллический кремний в устройствах микроэлектроники. Такие материалы призваны повысить быстродействие и снизить электропотребление различных электронных устройств — от мобильных телефонов до компьютеров.

Одним из материалов, подходящих для этих целей, является графен — монослой атомов углерода, расположенных в узлах шестиугольных ячеек. Кремниевым аналогом графена является силицен — материал, имеющий такую же кристаллическую структуру, но состоящий из атомов кремния, а не углерода. В силицене атомы уложены в один слой шестиугольников, напоминающий пчелиные соты.

Сотрудники ресурсного центра «Физические методы исследования поверхности» Научного парка СПбГУ совместно с сотрудниками кафедры электроники твердого тела СПбГУ разработали технологию получения монослойного силицена и запатентовали ее.

«Мы впервые разработали и получили патент на устройство для изготовления силицена. Особенность технологии заключается в формировании однослойного силицена — от аналогов наша разработка отличается увеличенным размером нанокристаллических доменов, достигающим 100 нм на 100 нм», — рассказал один из авторов работы, профессор кафедры электроники твердого тела СПбГУ Алексей Комолов.

Синтез силицена проводился методом молекулярно-лучевой эпитаксии — процесс основан на термической сублимации (распылении) исходного материала. Атомный или молекулярный пучок распыленного материала направляется на поверхность подложки, где частицы материала откладываются и образуют тонкий слой пленки. Сам процесс происходит в вакууме, чтобы обеспечить более чистые и беспрепятственные условия формирования пленки.

Ученые СПбГУ наносили атомарный поток кремния на нагретую до 200 °С подложку вольфрама с предварительно нанесенным методом молекулярно-лучевой эпитаксии слоем серебра. Так, за счет миграции атомов кремния на поверхности нагретой подложки физикам удалось получить однослойный силицен, а крупные кристаллические домены силицена удалось сформировать за счет структурных параметров слоя серебра. Работа по синтезу силицена проводилась с использованием ресурсов Научного парка СПбГУ на оборудовании ресурсного центра «Физические методы исследования поверхности».

Источник