Обзор этого исследования: диод, содержащий «живой» электрод с динамической структурой, который можно контролировать с точностью субмикрометра посредством регуляции температуры, был изготовлен на кремниевой субстрате. Диод продемонстрировал повышенную производительность в качестве детектора света терагерца. Кредит: Ай И. Осака
Высокоскоростные электронные устройства, которые не используют много питания, полезны для беспроводной связи. Высокоскоростная работа традиционно была достигнута путем делая устройства меньше, но по мере того, как устройства становятся меньше, изготовление становится все более трудным.
Исследовательская группа в Университете Осака изучает еще один способ повышения производительности устройства: размещение узорчанного металлического слоя, то есть структурный метаматериал, поверх традиционного субстрата, например, кремния для ускорения потока электронов.
Результаты опубликованы в журнале ACS нанесенные электронные материалыПолем
Этот метод является многообещающим, но задача состоит в том, чтобы сделать структуру метаматериального управления, что позволяет корректировать свойства метаматериала на основе реальных условий.
В поисках решения исследовательская группа изучила диоксид ванадия (VO2) При надлежащем нагревании небольшие участки в Vo2 преобразование слоя от изоляции в металлик. Эти металлические области могут нести заряд, тем самым ведя себя как крошечные динамические электроды. Исследователи использовали это поведение, чтобы произвести «живые» микроэлектроды, которые избирательно усиливали реакцию кремниевых фотоприемников на терагерц -свет.
«Мы создали фотоодектор -терагерц, содержащий Vo2 Как метаматериал, — объясняет ведущий автор Ай Осака.
«Точный метод обработки использовался для изготовления высококачественного VO2 слой на кремниевой подложке. Размер металлических доменов в Vo2 Слои, десятки раз больше, чем то, что было традиционно достигнуто, контролировался посредством регуляции температуры, что, в свою очередь, модулировало реакцию кремниевого субстрата на Terahertz Light ».
Когда температура была соответствующим образом регулируется, металлические домены в Vo2 сформировала проводящую сеть, которая контролировала локализованное электрическое поле в кремниевом слое, повышая его чувствительность к свету терагерца.
«Нагрев фотоприемника до 56 ° C привел к сильным усилению сигнала», — добавляет старший автор Азуса Хаттори.
«Мы объяснили это улучшение эффективной связи между кремниевым слоем и динамическим проводящим Vo2 Микроэлектродная сеть при этой температуре. То есть, контролируемая температурой структура VO2 Усиление метаматериального регулируемого электрического поля и, таким образом, влияет на ионизацию в кремнии ».
Регулируемое температурой поведение «живого» Vo2 Металлические области усилили реакцию кремния на свет терагерца. Эти результаты иллюстрируют потенциал метаматериалов, чтобы стимулировать развитие передовой электроники, которая преодолевает ограничения традиционных материалов для удовлетворения требований скорости и эффективности.
Больше информации:
II I ZSA и др., Si-Vi2 Гибридные материалы с настраиваемыми сетями субмикрометровых металлических доменов VO2 обеспечивают повышенную функциональность диода, ACS нанесенные электронные материалы (2025). Doi: 10.1021/acsaelm.4c01914
Предоставлено Университетом Осаки
Этот документ подлежит авторским правам. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
