Ученые подружили двухмерный теллурид галлия с кремниевой подложкой

Двумерные материалы имеют слоистую структуру. Атомы внутри каждого слоя связаны ковалентными связями, а между слоями существуют слабые межмолекулярные связи Ван-дер-Ваальса. Формировать такие структуры на полупроводниковых подложках проблематично, особенно критичны дефекты на стыке материала и подложки, вызванные различиями в кристаллических решетках.

Команда ученых из НИУ «МИЭТ» и их иностранные коллеги предложили новый способ выращивания двумерных кристаллов теллурида галлия на кремниевой подложке. Он позволяет, применяя существующую технологию изготовления чипов, интегрировать в нее этот материал с нелинейно-оптическими свойствами.

Исследователи реализовали формирование моноклинной фазы теллурида галлия на поверхности монокристаллического кремния в два этапа: сначала выращивание гексагональной фазы путем молекулярно-пучковой эпитаксии на подложке, а затем обжиг, приводящий к трансформации в моноклинную фазу.

Полученный теллурид галлия обладает стабильной оптически активной структурой. Применение этого материала в электронике позволит создавать новые фотодетекторы, элементы для солнечной энергетики и дисплеи нового поколения.

Структурные исследования показали, что слой моноклинного теллурида галлия на кремнии имеет практически совершенную атомную структуру без дислокаций или несоответствий, которые могут негативно влиять на свойства материала.