Điện tử siêu mỏng sẽ trở nên hiệu quả hơn với phương pháp phát hiện khuyết tật

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice đã phát triển một kỹ thuật mới để phát hiện các khuyết tật ẩn trong các thiết bị điện tử siêu mỏng được làm từ các vật liệu hai chiều (2D) xếp chồng lên nhau, chẳng hạn như transistor tiên tiến, bộ dò quang và thiết bị lượng tử. Những khuyết tật này, cụ thể là lỗi xếp chồng trong boron nitride lục giác (hBN) — một chất cách điện 2D phổ biến được đánh giá cao về độ phẳng nguyên tử và độ ổn định hóa học — có thể giữ điện tích và làm suy yếu vật liệu cục bộ. Sự suy yếu này khiến các thiết bị bị hỏng ở điện áp thấp hơn, dẫn đến hiệu suất không đồng đều ngay cả giữa các thiết bị được chế tạo giống hệt nhau. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng quang phổ phát quang cathodoluminescence, một phương pháp quét vật liệu bằng chùm electron và ghi lại ánh sáng phát ra, để phát hiện những lỗi xếp chồng hẹp mà các phương pháp quang học hoặc kính hiển vi lực nguyên tử thông thường không thể phát hiện. Họ nhận thấy rằng các khuyết tật này hình thành dễ dàng hơn ở các lớp hBN dày hơn và hoạt động như những túi điện tích nhỏ, gây rò rỉ điện dọc theo các lỗi này. Bằng cách kết hợp kính hiển vi điện tử, bản đồ cathodoluminescence và các phép đo dựa trên lực, các nhà nghiên cứu đã thiết lập một phương pháp thực tiễn