河北大学宣布使用铋碲硒(Bi2Te2.7Se0.3)开发了一系列光电功能器件。该材料具有0.16eV的窄带隙的二维结构。研究人员认为这使将来可能实现在一个设备中结合信息通信、计算和存储功能。
通过在p型硅衬底上的约30nm天然二氧化硅(SiO2)上通过脉冲激光沉积(PLD)制成20nm的Bi2Te2.7Se0.3薄膜。添加直径为0.1mm的圆形钯(Pd)电极,并进行直流磁控溅射。电极足够薄以允许光通过,铋碲硒薄膜自然为n型,面积为1cm2。
铋碲硒、SiO2和Si层的带隙标称分别为0.16、8.9和1.1eV。光学照明产生自由移动的电子-空穴对-电子朝着被俘获的Pd电极移动,在铋碲硒/ SiO2界面上留下正电荷。没有照明时,SiO2势垒也会降低,通过Pd电极上的正偏压降低了对电流流过结构的电阻。通过在Pd电极上施加负偏压将电子推回到铋碲硒/ SiO2界面的复合位置,从而提高了势垒并增加了电阻,从而实现了存储状态的擦除。
研究人员使用该结构实现了“OR”门功能,其中100mW光脉冲作为一个输入,而2V电脉冲作为另一个输入。零输出状态由通过大约8x10-9A的结构的电流脉冲组成,而单独的光脉冲和电脉冲分别给出了8x10-7A和9x10-7A。光脉冲和电脉冲的总和为1x10-6A。
该团队还研究了非易失性电阻存储器的潜力,以三种不同的光写入功率(100mW、50mW和5mW)实现了298kΩ、4000kΩ和20000kΩ的三种电阻状态。数据保留时间超过104秒。研究人员还报告了使用该结构将光输入解调为电信号的情况,成功地解码了三个字母的ASCII数据流。
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