哥伦比亚大学工程和应用科学学院 霍尔棒结构的增强光学显微镜图像，用于表征由超净转移触点制成的器件的晶体管特性
由沉积金制成的长径向线将器件中心的小触点连接到大探针焊盘，便于测量
学分:民超财/哥伦比亚工程 半导体是晶体管、微处理器、激光器和发光二极管的基本组成部分，自20世纪中期以来，半导体推动了计算、存储、通信和照明技术的进步
最近发现的二维材料，具有许多最高级的特性，有潜力推进这些技术，但创造具有良好电接触和稳定性能的二维器件已被证明具有挑战性
哥伦比亚工程公司的研究人员报告说，他们通过开发一种完全清洁和无损伤的制造工艺，展示了一种由二维(二维)材料叠层制成的近乎理想的晶体管——只有两个原子厚的半导体层
与传统工艺制造的二维半导体相比，他们的方法显示出极大改善的性能，并且可以为未来制造超洁净器件提供可扩展的平台
这项研究发表在今天的《自然电子》杂志上
“用二维材料制造设备是一件麻烦的事情，”电气工程助理教授詹姆斯·德黑兰尼说
“不同运行的设备差别很大，并且通常降级速度很快，以至于在您仍在测量它们的时候，您会看到性能下降
" 德黑兰研究小组厌倦了不一致的结果，开始开发制造稳定设备的更好方法
“所以，”他解释道，“我们决定将原始设备与导致可变性的肮脏制造过程分开
" 关于2D和3D材料差异的视频 正如这项新研究所示，德黑兰和他的同事开发了一种两步超清洁纳米制造工艺，将“混乱”的制造步骤——包括用于形成器件电连接的“肮脏”金属化、化学物质和聚合物——与有源半导体层分开
一旦他们完成了混乱的制作，他们就可以拿起触点并将其转移到干净的有源器件层上，从而保持两层的完整性
德黑兰说:“这些半导体的薄是福也是祸。”
“虽然薄度允许它们是透明的，可以拿起来放在任何你想放的地方，但薄度也意味着几乎没有体积——设备几乎完全是表面的
因此，任何表面污垢或污染都会使设备退化
" 2D材料堆的分步纳米制造视频 目前，大多数器件没有用保护表面和触点在制造过程中免受污染的层来封装
德黑兰的研究小组表明，他们的方法现在不仅可以保护半导体层，使他们不会随着时间的推移而看到性能下降，而且还可以生产出高性能的器件
德黑兰与吉姆·霍恩，机械工程王芳仁教授合作，利用哥伦比亚纳米计划和国家科学基金会资助的哥伦比亚材料研究科学与工程中心的制造和分析设备
该团队在手套箱外用嵌入绝缘六方氮化硼(h-BN)的金属制作转移触点，然后将接触层干转移到二维半导体上，该半导体在氮气手套箱内保持原样
该工艺防止直接金属化引起的损坏，同时提供封装以保护器件
生产接近理想晶体管的转移触点的制造工艺
转移触点防止了在常规触点制造过程中发生的对2D半导体的污染和损坏
学分:民超财/哥伦比亚工程 霍尔棒器件结构(见插图)是引线键合到16针芯片载体
芯片载体允许在低温和高磁场下对器件进行广泛的电学表征
学分:民超财/哥伦比亚工程 现在研究人员已经开发了一个稳定的、可重复的过程，他们正在使用这个平台来制造可以从实验室转移到现实工程问题中的设备
德黑兰补充说:“高性能二维器件的发展需要制造它们的半导体材料的进步。”
“像我们这样更精确的工具将使我们能够构建更复杂的结构，具有更大的功能和更好的性能
" 这项研究的题目是“通过触点转移作为理想二维晶体管的平台”
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