紫外光可能改進下一代電子設備
通過在已經非常微小的半導體中再添加一層原子，下一代電子器件就成為可能。製造更好更快的電子產品的這項工作正在進行中，但是對於如何測試這些設備的成分以確保性能，人們卻知之甚少。
現在，日本名古屋理工學院（NITECH）的研究人員已經開發出一種方法，以確保二維原子層和半導體之間的連接儘可能完美。
研究人員在《Applied Physics Letters》（「Ultraviolet light induced electrical hysteresis effect in graphene-GaN heterojunction」）上發表了他們的研究結果。
他們在氮化鎵（一種常用的半導體）上塗上一層石墨烯。石墨烯由單層原子構成，而氮化鎵則是三維結構。石墨烯和氮化鎵合在一起被稱為異質結器件，對金屬和半導體的界面特性具有顯著的敏感性。在紫外照射下石墨烯-氮化鎵異質結界面的測定。研究人員展示了在獨立氮化鎵上製備具有單層石墨烯的垂直肖特基結的過程。
名古屋理工學院的副教授Golap Kalita博士認為，了解氮化鎵異質結器件及其改進方法對於提高器件性能至關重要。
Kalita說：「我們的研究小組找到了一種方法，通過紫外光照射來表徵石墨烯和氮化鎵異質結的界面性質。」
石墨烯和氮化鎵之間的界面應該沒有雜質，特別是那些從光中獲得能量的雜質。當研究人員將紫外線照射到異質結裝置上時，他們發現光激發電子（激子）在界面上被捕獲，干擾了信息的傳遞。
氮化鎵含有表面缺陷和其他缺陷，這些缺陷允許光激發電子在界面上被捕獲。
Kalita說：「我們發現石墨烯和氮化鎵的界面狀態對異質結行為和器件性能有重要影響。」
這樣的一個特性被稱為電滯-這是一種電子在界面上被捕獲，導致設備的行為轉變的現象。捕獲的電子對紫外線極其敏感。這意味著一旦紫外光照射到異質結上，激發的電子就會在界面上聚集並保持被捕獲狀態，從而產生較大的滯後窗口。
然而，當研究人員在氮化鎵上塗上一層更精細的石墨烯時，沒有光照的情況下，他們看不到任何滯後效應，這意味著界面處的匹配更加乾淨。但這並不完美——由於氮化鎵固有的缺陷，紫外線照射使光激發的電子產生了瘋狂的行為。
Kalita說：「這一發現表明，石墨烯/氮化鎵異質結界面可以通過紫外線照射過程進行評估。」
研究人員稱，在高性能設備的開發中，評估界面純度的能力具有無可估量的價值。
「這項研究將為通過紫外光照明過程表徵其他異質結界面提供新的可能性。」Kalita說，「最終，我們的目標是了解各種二維和三維異質結構的界面，從而開發出具有石墨烯的新型光電器件。」
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