化工儀器網(wǎng)手機版
移動端訪問更便捷
今日焦點 Today's Focus
查看更多+-
2025年4月25日14:00,，化工儀器網(wǎng)特聯(lián)合賽默飛世[詳細]
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+
現(xiàn)代工學院朱嘉教授課題組在納米尺度高純半導體雜質調控方向取得新進展
2021年01月25日 16:08:39
來源：南京大學 點擊量：5068
近日,，南京大學聯(lián)合韓國基礎研究院、荷蘭AMOLF研究所與南京理工大學等單位,，揭示了納米尺度下的金屬摻雜自抑制效應,，并基于此效應實現(xiàn)了高純度的納米硅材料的制備。
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】近日,，南京大學聯(lián)合韓國基礎研究院,、荷蘭AMOLF研究所與南京理工大學等單位，揭示了納米尺度下的金屬摻雜自抑制效應,，并基于此效應實現(xiàn)了高純度的納米硅材料的制備,。 
納米尺度的雜質控制對半導體性質影響巨大，從而對于其在晶體管,、傳感器,、太陽能電池和能源存儲等領域的應用至關重要。然而大量金屬原子注入半導體納米材料的現(xiàn)象已經(jīng)被廣泛報道,，諸如鋁,、金等被發(fā)現(xiàn)以遠高于平衡固體溶解度的方式進入到硅納米材料中。金屬摻入半導體的原子尺度過程尚未被完全理解,，因此,，如何理解并且控制半導體中金屬原子的注入是一個重要挑戰(zhàn)。
針對于此,，研究者首先通過理論計算揭示了在硅納米材料中的雜質摻入量與其進入硅晶格的方式緊密相關,。對于鋁和金這一類原子，摻雜時傾向于以取代硅原子的方式,，在晶格里與硅之間形成緊密結合,，不利于脫出半導體；而對于錳或鎂這一類原子,，摻雜時傾向于以填隙形式進入硅晶格中,，且結合能較弱,，容易從晶格中脫離，這就是金屬摻雜自抑制效應,。通過雜質流動模型,，研究者預測硅納米材料中的錳這一類金屬雜質含量可以降低至10-10，比金或者鋁等低3-8個數(shù)量級 (圖一),。
圖一 關于鋁,、金和錳、鎂這兩類不同種類的金屬在硅晶格里的嵌入脫出模型及理論計算結果,。
基于這一理解,，研究者使用化學氣相沉積法制備了基于錳金屬催化劑的硅納米線，并通過高分辨透射電鏡能譜和三維原子探針(理論度 1ppm)等手段,，系統(tǒng)地驗證了在所制備得到的硅納米線里未探測到任何錳金屬雜質信號(圖二),，從而直接證實了納米尺度下的金屬摻雜自抑制效應；基于高純度硅納米材料的場效應晶體管也顯示了優(yōu)異的電傳輸性能,。
綜上,，這一金屬摻雜自抑制效應為理解納米尺度下的金屬與半導體的結合行為提供了新的依據(jù)，也為未來設計和加工納米尺度的金屬-半導體結構,、構筑新型功能器件提供了新的方案,。
圖二 錳催化劑制備的硅納米線的TEM及三位原子探針的表征結果，無任何錳雜質信號被檢測出,。
這一成果以“Self-inhibition effect of metal incorporation in nanoscaled semiconductors”為題發(fā)表在Proceedings of the National Academy of Sciences上,。
該論文第一作者是南京大學現(xiàn)代工學院朱斌博士，北京交通大學伊丁副教授,、南京大學博士研究生王毓熙為共同一作,；通訊作者為南京大學朱嘉教授和韓國基礎研究院丁峰教授；同時該工作還得到了荷蘭AMOLF研究所Erik C. Garnett教授,、孫虹宇博士,，南京理工大學沙鋼教授、鄭功博士等合作者的大力支持,。該研究得到了固體微結構國家實驗室(籌)微加工中心的技術支持,，國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金,、江蘇省自然科學基金和中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項基金項目的資助。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
國產(chǎn)半導體真空泵企業(yè)完成5億元融資 加速國產(chǎn)化進程
國內半導體真空泵企業(yè)北京通嘉完成5億元融資,，由北京新材料基金領投,，多家機構跟投。資金將用于研發(fā),、市場拓展及人才引進,。2025-04-10 15:49:59 -
近日,，浙江大學光電科學與工程學院/海寧國際聯(lián)合學院狄大衛(wèi)教授和趙保丹研究員團隊，成功研發(fā)出微米和納米鈣鈦礦LED,，其降尺寸過程僅造...2025-03-21 11:01:14
-
核心裝備賦能半導體創(chuàng)新 雷博科儀閃耀慕尼黑上海光博會
在本次展會現(xiàn)場，雷博科儀攜五大優(yōu)良儀器——AC200勻膠機,、DM200-SE顯影機,、HP100-SE烤膠機、EC400有機-金屬真...2025-03-18 15:11:24 -
天準科技募資不超過9億元 加碼布局工業(yè)視覺等三大領域
2月12日,，天準科技宣布發(fā)行9億元可轉債,，資金用于工業(yè)視覺裝備及精密測量儀器、半導體量測設備及智能駕駛控制器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,。2025-02-14 14:26:19項目名稱：復旦大學分子束外延（MBE）采購項目,，項目編號：3109-244Z20243037，招標范圍：分子束外延（MBE）,，1套...2024-12-21 13:17:40半導體器件專用設備制造增長31.5% 制造業(yè)高端化持續(xù)推進
《中國發(fā)展報告2024》顯示,，2023年，我國半導體器件專用設備制造,、航天器及運載火箭制造,、飛機制造業(yè)等高技術高附加值行業(yè)增加值分...2024-12-17 14:40:30版權與免責聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品,，未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載,、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的,，應在授權范圍內使用,，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,，本網(wǎng)將追究其相關法律責任,。
- ②本網(wǎng)轉載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息,，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責,，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體,、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉載時,，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任,。
- ③如涉及作品內容,、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內與本網(wǎng)聯(lián)系,，否則視為放棄相關權利,。
聯(lián)系我們
400-875-1717 （周一至周五 8:30-17:30）關注我們
-
化工儀器網(wǎng)APP
-
儀器優(yōu)選APP
Copyright chem17.com All Rights Reserved 法律顧問：浙江天冊律師事務所 賈熙明律師
