| عنوان فارسی مقاله: | فسفرن: ماده ۲ بعدی جدید با تحرک پذیری بالای حامل |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Phosphorene: A New 2D Material with High Carrier Mobility |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| سال انتشار | 2014 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 29 صفحه |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 22 صفحه |
| مجله | مقیاس مزو و نانو فیزیک |
| دانشگاه | پردو کشور امریکا |
| کلمات کلیدی | – |
| نشریه ACS | ACS |
بخشی از ترجمه:
یافته های بدست آمده با علاقه فعلی به جامدات لایه لایه تقسیم شده به کریستال های ۲ بعدی همتراز می باشند، مواردی که با گرافن و TMD نظیرMoS2 نشان داده می شوند که خصوصیات مکانیکی، الکتریکی و نوری برتری نسبت به همتایان حجمی شان داشته و راه را برای مفاهیم جدید دستگاهها و وسایل در عصر و دوره پست سیلیکونی (پس سیلیکون)باز می کنند. یکی از محاسن مهم این مواد نیمه رسانای ۲ بعدی نازک اتمی ، مقاومت برتر آنها نسبت به اثرات کانال کوتاه در حد و حدود مقیاس بندی می باشد. فرمیون دیراک بدون جرم گرافنی با تحرک پذیری برتر و عالی حامل حاصل می کند اما طبیعت نیمه فلزی اش ، کاربردهایش را جداً محدود می کند. TMD های نیمه رسانا نظیر MoS2، از شکاف ضعیف و کوچک آسیب ندیده و در ترانزیستورهای انعطاف پذیر تیپ n باموفقیت بکاربرده شده اند که این مسئله راه به سمت الکترونیک کم توان مقیاس بندی شده را هموار می سازد.
—–
در مجموع، خصوصیات الکتریکی و کاربردهای بالقوه وسیله فیلم های فسفرن چند لایه متورق (ورقه ورقه) به عنوان ماده 2 بعدی نیمه رسانای تیپ p جدید با تحرک پذیری بالای حامل را مورد پژوهش قرار داده ایم. در این راستا از محاسبات ای بی اینیتیو برای تعیین ساختار تعادلی و برهم کنش بین لایه ای فسفر سیاه حجمی و همچنین فسفرن چند لایه با 8-1 لایه استفاده کردیم. محاسبات ساختار باند پیشنهادی نشان می دهد که فسفرن چند لایه، نیمه رسانایی با شکاف مستقیم با وابستگی قوی شکاف باند به تعداد لایه ها می باشد. زمانی که فسفرن تابع تنش تراکمی کوچکی می باشد، آنگاه انتقال و گذر شکاف باند مستقیم به غیر مستقیم صورت می گیرد. در رفتار انتقال این ماده 2 بعدی، ناهمسانگردی قابل توجهی مشاهده می شود که با ساختار رج منحصر به فرد لایه ها ارتباط دارد. در این راستا ، با خنک شدن فسفرن از دمای اتاق به 10 درجه کلوین، تحرک پذیری حامل با ضریب 5 افزایش می یابد.
بخشی از مقاله انگلیسی:
Our findings are in-line with the current interest in layered solids cleaved to 2D crystals, represented by graphene and transition metal dichalcogenides (TMDs) such as MoS2, which exhibit superior mechanical, electrical and optical properties over their bulk counterparts and open the way to new device concepts in the post-silicon era.2-5 An important advantage of these atomically thin 2D semiconductors is their superior resistance to short channel effects at the scaling limit.6 Massless Dirac fermions endow graphene with superior carrier mobility, but its semi-metallic nature limits seriously its device applications.7,8 Semiconducting TMDs, such as MoS2, do not suffer from a vanishing gap9,10 and have been applied successfully in flexible n-type transistors4 that pave the way toward ultimately scaled low-power electronics. Recent studies on MoS2 transistors have revealed good device performance with a high drain current of up to several hundred mA/mm, a sub-threshold swing down to 74 mV/dec, and an Ion/Ioff ratio of over 108.4,11-13 Due to the presence of S vacancies in the film and the partially Fermi level pinning near the conduction band, 12,14,15 MoS2 transistors show n-type FET characteristics. In previously demonstrated MoS2 logic circuits based on n-type transistors only, the static power consumption is likely too large for low-power integrated systems.16,17 This fact alone calls for new p-type semiconductors that would allow the realization of CMOS logic in a 2D device. In this study, we introduce phosphorene, a name we coined for a monolayer of black phosphorus, and few-layer phosphorene as novel 2D p-type high-mobility semiconductors for CMOS applications. We study the electronic properties, transport behavior, and furthermore demonstrate the first CMOS inverter using few-layer phosphorene as the p-channel and MoS2 as the n-channel. Black phosphorus, the bulk counterpart of phosphorene, is the most stable phosphorus allotrope at room temperature18 that was first synthesized from red phosphorus under high pressure and high temperature in 1914.19 Similar to graphite, its layered structure is held together by weak inter-layer forces with significant van der Waals character.20-22 Previous studies have shown this material to display a sequence of structural phase transformations, superconductivity at high pressures with Tc above 10 K, and temperature dependent resistivity and magnetoresistivity.1,22-27 2D phosphorene is, besides graphene, the only stable elemental 2D material that can be mechanically exfoliated.
| عنوان فارسی مقاله: | فسفرن: ماده ۲ بعدی جدید با تحرک پذیری بالای حامل |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Phosphorene: A New 2D Material with High Carrier Mobility |