Поскольку электроника приближается к атомному масштабу, исследователи все чаще достигают успеха в разработке атомарно тонких, фактически двумерных материалов, способных возвестить следующее поколение компьютерной техники. Объединение этих материалов для создания необходимых микросхем оставалось проблематичным.

Исследователи из Северо-западного университета теперь сделали важный шаг к изготовлению сложной наномасштабной электроники. Объединяя два атомарно тонких материала — дисульфид молибдена и углеродные нанотрубки — они создали диод с p-n гетеросоединением, интерфейс между двумя типами полупроводников.

«Диод с p-n соединением находится среди наиболее распространенных компонентов современной электроники», сообщил Марк Герсем из школы инжиниринга Маккормика университета. „Создавая это устройство, использующее атомарно тонкие материалы, мы не только понимаем выгоду обычных диодов, но также добиваемся возможности электрически настраивать характеристики устройства. Мы ожидаем, что эта работа сделает возможными новые типы электронной функциональности и сможет применяться в случае с двумерными материалами“.

Изоляция двумерных кристаллов с атомарной толщиной за прошедшие два десятилетия, таких как графен, побудила исследователей складывать два и более двумерных материала для создания высокоэффективных, ультратонких электронных устройств. В то время как в данном направлении был достигнут существенный прогресс, отсутствовал один из наиболее важных компонентов — диод p-n соединения.

Среди наиболее популярных электронных структур диод p-n соединения формирует базу для множества технологий, включая солнечные батареи, светодиоды, фотодатчики, компьютеры и лазеры.

Помимо инновационной электронной функциональности диод p-n гетеросоединения также весьма чувствителен к свету. Эта его особенность позволила авторам изготовить и продемонстрировать ультрабыстрый фотодетектор с электронно настраиваемой реакцией длины волны.

Результаты исследования опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.