«Одной из самых больших проблем, с которыми мы сталкиваемся в современных исследованиях двумерных полупроводников, является тот факт, что материалы быстро окисляются. Необходимо обеспечить их долгосрочную надёжность, поскольку они используются в транзисторах или датчиках, которые должны служить годами. Сейчас эти материалы не служат дольше недели на открытом воздухе», — сказал Джошуа Робинсон, профессор материаловедения и инженерии и соавтор работы.

По словам Робинсона, высокая диэлектрическая прочность a-BN сопоставима с лучшими доступными диэлектриками, и для её изготовления не нужна вода. Команда также разработала новый двухэтапный метод атомно-слоевого осаждения, который позволяет равномерно покрыть двумерные материалы слоем a-BN.

«Мы хотели уйти от использования воды в этом процессе, поэтому мы начали думать о том, какие двумерные материалы мы можем производить, не используя воду при обработке, и аморфный нитрид бора является одним из них», — сказал Робинсон.

Используя этот новый метод, команда смогла создать равномерное покрытие a-BN на двумерных полупроводниках, что привело к улучшению производительности транзистора на 30%–100 % (в зависимости от конструкции транзистора) по сравнению с устройствами, не использующими a-BN.

«Когда вы помещаете 2D-полупроводники между аморфным нитридом бора, даже если он аморфный, вы получаете более гладкую электронную дорогу, что позволит улучшить электронику. Электроны могут проходить через 2D-материал быстрее, чем если бы они находились между другими диэлектрическими материалами», — объяснил Робинсон.

Робинсон отметил, что даже несмотря на высокую диэлектрическую прочность, исследователи лишь поверхностно изучили потенциал a-BN как диэлектрического материала для полупроводниковых приборов. «У нас есть возможности для улучшения, хотя он уже превосходит другие диэлектрические материалы. Главное, что мы пытаемся сделать прямо сейчас, — это улучшить общее качество материала, а затем интегрировать его в некоторые сложные структуры, которые можно будет увидеть в будущей электронике», — заключил Робинсон.