УНИВЕРСИТЕТ-ПАРК, Пенсильвания — Соединение таких элементов, как сера, селен или теллур, с металлами дает соединения, атомные взаимодействия которых придают им необычные и полезные электрические, оптические и магнитные свойства. Эти материалы, называемые халькогенидами, находятся в центре внимания Цихуа «Дэвид» Чжанработал в качестве постдокторанта в Консорциум двумерных кристаллов (2DCC) в Пенсильванском университете в лаборатории Стефани Лоучлен семьи Уилсонов и доцент кафедры материаловедения и инженерии. Чжан недавно получил Премия выдающемуся технологу Отдела тонких пленок Американского вакуумного общества 2025 г. за его вклад в выращивание этих материалов с исключительной чистотой и точностью.
В следующих вопросах и ответах Чжан предложил взглянуть на быстро развивающуюся область, которая, по его словам, может трансформировать будущие устройства, а также поразмышлял о роли 2DCC, Платформы инноваций в области материалов Национального научного фонда США и национального пользовательского центра, в формировании его исследований и о том, что он надеется помочь реализовать в предстоящие годы.
Вопрос: Почему халькогенидные материалы считаются перспективными для разработки электроники нового поколения?
Чжан: Некоторые из наиболее многообещающих сегодня ультратонких двумерных материалов, а также новейшие трехмерные материалы, такие как теллурид олова и теллурид марганца, относятся к семейству халькогенидных материалов. Каждый тип халькогенида может иметь свои уникальные электрические, оптические и магнитные свойства, но многие из этих свойств до сих пор до конца не изучены, поскольку более ранние исследования были ограничены материалами, которые не были изготовлены достаточно чисто или точно. Моя цель — вырастить эти материалы чрезвычайно высокого качества и строго контролировать их состав/стехиометрию, чтобы мы могли, наконец, раскрыть, на что они действительно способны.
Вопрос: Как создать чрезвычайно чистые и точные тонкие пленки из халькогенидных материалов?
Чжан: Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) — это метод синтеза материалов, который происходит в среде сверхвысокого вакуума и использует источники элементов высокой чистоты. Почти идеальный вакуум практически устраняет такие загрязнения, как углерод, кислород и водород, которые действуют как дефекты, снижающие производительность изготовленных устройств. В результате пленки, выращенные с помощью MBE, обычно достигают идеального кристаллического качества и химической чистоты, которые не имеют себе равных при использовании большинства других методов. MBE также обеспечивает послойный контроль роста с предельной точностью, что позволяет нам отслеживать состав, толщину, фазу и многое другое материала. Сочетание всех этих функций позволяет нам «настраивать» материал с точностью до атомного слоя, что имеет решающее значение для изготовления высокопроизводительных устройств и открытия новых квантовых явлений.
Вопрос: Как 2DCC повлиял на ваши исследования?
Чжан: Решение присоединиться к 2DCC штата Пенсильвания в качестве постдока стало очень полезным шагом для моей карьеры. У нас есть много талантливых ученых, которые пытаются работать над одной целью — продвигать исследования и разработки 2D-материалов. Люди здесь профессиональные, терпеливые и отзывчивые. Я особенно благодарен своему руководителю, профессору Стефани Лоу, за то, что она привела меня в это путешествие и научила меня так многому — не только знаниям, но и тому, чтобы всегда мыслить критически и глубоко, а также превращать смелые идеи в настоящие открытия. Хотя мой опыт исследований не связан с 2D-материалами, она всегда была терпеливой и воодушевляющей, что очень помогло мне познакомиться с этой областью. Более того, у меня было много возможностей сотрудничать с внешними пользователями, которые часто приносили нам новые идеи относительно нового 2D-материала и/или новых 2D-гетероструктур; и мы, как 2DCC, обеспечиваем синтез, характеристику и теоретическое исследование для реализации их идей. Благодаря этому опыту я получил много знаний, таких как новые методы характеристики, генерирование новых исследовательских идей и поиск подходящих сотрудников.
Вопрос: Что, по вашему мнению, даст ваше исследование в будущем?
Чжан: Моя исследовательская цель всегда заключалась в синтезе чистых тонких пленок — с высоким структурным и кристаллическим качеством и гладкой поверхностью — поскольку я верю, что они обеспечат исключительные характеристики при изготовлении из них устройств. Более того, многие из этих поведений сильно зависят от элементов, из которых они состоят, точного соотношения этих элементов и того, насколько равномерно атомы этих элементов расположены в единой, четко определенной кристаллической структуре. Итак, синтез первичных материалов будет ключом к раскрытию этих свойств. Я хотел бы реализовать эти тонкие пленки со структурным и магнитным порядком, достаточно высоким, чтобы мы могли раскрыть и оценить эти уникальные свойства материала.
2026-01-09 14:06:00
1767971586
#Вопросы #ответы #Выращивание #новых #сверхчистых #материалов #для #электроники #завтрашнего #дня
Читайте также
