Технология осаждения и получения полупроводниковых плёнок с заданными свойствами, и в особенности сверхтонких пленок, актуальна для современной полупроводниковой электроники. Важное направление исследований здесь - поиск тонкоплёночных полупроводников, которые имели бы высокую подвижность носителей тока и несложно осаждались из раствора. На этом пути окажется возможным наладить дешевое производство эластичных и гибких переносных компьютеров, дисплеев большой площади с высоким разрешением, электронных газет др.

Учёные из Исследовательского центра IBM (Нью-Йорк) разработали технологию приготовления сверхтонких (5 нм) спиновых нанослоев, которые представляют собой монокристаллические халькогенидные плёнки (халькогены – химические элементы VI группы периодической системы Д.И.Менделеева: кислород, сера, селен, теллур). Пленки были получены при помощи низкотемпературного осаждения исходных высокорастворимых производных гидразина (гидразин – растворитель, широко используемый для топлива в ракетных двигателях). До сих пор существующие технологии изготовления пленок применялись только для органических полупроводников, которые имели низкие подвижности носителей. Ученые из исследовательского центра изготовили также тонкоплёночный полевой транзистор на основе полупроводниковых плёнок n-типа SnS_2-xSe_x, которые выдерживают большие плотности тока (> 10⁵ A cм^-2) и имеют подвижности электронов, превышающие 10 cм² В^-1 с^-1, - на порядок выше, чем ранее известные величины подвижностей для полупроводниковых спиновых слоев. Толщина таких сверхтонких пленок оказывается сравнимой с длиной рассеяния спинов, что чрезвычайно важно для приложений спинтроники. Ожидается, что разработанная технология спиновых слоев с контролируемым химическим составом применима к ряду халькогенидов металлов, включающих, в частности, металлы основных групп. Она может быть применена и для производства различных устройств и приборов на основе тонких плёнок (например, солнечные батареи, термопары, запоминающие устройства, кредитные карточки с микропроцессором), а также для электронных устройств рельефной формы. В дальнейшем, авторы работы надеются заменить гидразин менее агрессивным растворителем. Они также собираются применить технологию к полупроводникам p-типа и улучшить подвижность носителей в неорганических наноматериалах.

Статья опубликована в разделе писем журнала «Nature»: David B. Mitzi, Laura L. Kosbar, Conal E. Murray, Matthew Copel and Ali Af Zali, Nature 428, 299 - 303 (18 March 2004).

А.В.Иванов