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应用Ar离子束对黑磷进行层数可控的减薄研究

导读: Black phosphorus(BP,黑磷)是纳米电子器件应用中最受关注的2D(二维)层状材料之一,其独特的性质包括,根据其层数而变化的频带隙能量,随着层数的减少,变化范围可从0.3eV(块体)到2.0eV(单层)。

Black phosphorus(BP,黑磷)是纳米电子器件应用中最受关注的2D(二维)层状材料之一,其独特的性质包括,根据其层数而变化的频带隙能量,随着层数的减少,变化范围可从0.3eV(块体)到2.0eV(单层)。通常,包括BP在内的2D层状材料在合成方面,由于时间、温度等工艺因素,都具有一定的局限性,BP在空气中极不稳定,因此,其从块体材料到2D层状材料的加工,需要采用一定的减薄技术来控制减薄的厚度。

应用Ar离子束对黑磷进行层数可控的减薄研究

据麦姆斯咨询报道,韩国成均馆大学(Sungkyunkwan University)先进材料科学与工程学院的Jin Woo Park等研究人员,采用了一种控制Ar+(氩离子)离子束方案,进行了BP层控制减薄研究。通过采用45–48 eV的近乎单能离子能量的Ar+离子束,BP可以以约0.55nm/min的速度减薄至双层BP,并且不会引起表面粗糙,或改变表面的化学键状态。同时,Ar+离子束还能去除原料BP上的BP氧化物。利用减薄的双层~10层BP制造的2D BP场效应晶体管(FET),展现出了与那些原始BP场效应晶体管相似的电学性能。实验结果表明单能离子能量的Ar+离子束减薄工艺,并未损害2D层状BP材料的电学性能。

该研究成果发表于2017年10月16日刊登的《Journal of Materials Chemistry C》。

北京埃德万斯离子束研究所股份有限公司自主研发的Advanced LKJ系列离子束刻蚀系统,为通用离子束刻蚀系统,除了可进行传统微纳结构刻蚀外,还可实现离子束清洗、材料表面抛光和材料减薄等功能,还可实现化学辅助离子束刻蚀(CAIBE)与反应离子束刻蚀(RIBE)。

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