材料的电子构造描述了电子在该材料内的行为,从而反应出流经该材料的电流的性子。这种行为会随着施加在材料上电压的大小而变革,随着电压变革而变革的电子构造决定了微电子电路的效率。操作装置中电子构造的变革是当代所有电子产品的根本,但到目前为止,还没有办法直接看到这些变革的详细情形,来帮助人们理解它们是如何影响电子行为的。
为了能够直不雅观地不雅观察研究微电子器件中电子的行为轨迹,优化微电子器件的功能,研究职员开拓了一种新技能,用它可以在操控只有原子厚度的所谓二维材料制成的微电子器件时,丈量电子的能量和动量;进而利用这些信息,对材料的光电特性进行可视化表达。该技能利用角度分辨光发射光谱(ARPES)来“引发”选定材料中的电子,通过将一束紫外线或X射线聚焦在一个特定区域的原子上,受到引发的电子就会从原子中被击出。然后,研究职员可以丈量该电子的能量和运动方向,从而打算出它们在材料中所具有的能量和动量,由此决定了这种材料的电子构造。然后可以将其与理论预测进行比较,而理论预测是基于最前辈的电子构造打算得出的。
研究职员认为,这项技能使得微电子器件电子构造可视化,让人们得到设计更高性能元器件所需的信息,从而制造出事情效率更高、能耗更低的电子元器件。还有助于开拓二维半导体,这些半导体被视为下一代电子产品的潜在组件,在柔性电子、光电和自旋电子学中有着广泛的运用。该项由实验主导的研究成果揭橥在近期出版的《自然》杂志上。
