Projektová činnosť

Národné

Transit2D – Tranzistory na báze 2D kovových chalkogenidov pripravených teplom podporovanou konverziou
Transistors based on 2D Metal Chalcogenides Grown via Thermally Assisted Conversion
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Ing. Ťapajna Milan, PhD.
Anotácia: 2D materiály majú schopnosť vytvárať atomárne tenké vrstvy s mimoriadnymi vlastnosťami. Jednou znajsľubnejších skupín 2D materiálov sú dichalkogenidy prechodných kovov (TMD). Zmena typu energetickejmedzery z nepriamej na priamu pri stenčovaní na monoatomárnu vrstvu vedie k jedinečným elektrickým a optickýmvlastnostiam 2D TMD. Ďalšou zaujímavou skupinou 2D materiálov sú chalkogenidy post-prechodných kovov(PTMC). Tieto materiály majú širokú energetickú medzeru a v závislosti od štruktúry materiálu vykazujúanizotropné elektrické a optické vlastnosti. Cieľom tohto projektu je príprava poľom riadených tranzistorov sizolovaným hradlom (MOSFET) a ultra-tenkou kanálovou vrstvou na báze vybraných TMD a PTMC a podrobnéštudovanie ich transportných vlastností. Zameriame sa na veľkoplošné niekoľkovrstvové PtSe2 a GaS/GaSe vrstvyrastené teplom asistovanou konverziou, teda sulfurizáciou a selenizáciou. Na základe existujúcich skúsenostíbudeme optimalizovať štruktúrne a elektrické vlastnosti horizontálne-orientovaných PtSe2 vrstiev pripravenýchselenizáciou s cieľom dosiahnutia pohyblivosti nosičov náboja porovnateľnej s najkvalitnejšími vrstvamipripravenými mechanickou exfoliáciou. Následne budeme vyvíjať a optimalizovať procesnú technológia MOSFETsúčiastok využívajúca architektúru hornej aj spodnej hradlovej elektródy. Na rast hradlových oxidov budú použitéetablované metódy rastu po atomárnych vrstvách a chemickej depozície z pár organokovových zlúčenín (MOCVD).2D vrstvy GaS/GaSe budeme pripravovať pomocou chalkogenizácie ultratenkých vrstiev Ga2O3 rastenýchmetódou MOCVD. Po vývoji a optimalizácii rastu 2D GaS/GaSe sa zameriame na vývoj MOSFET súčiastok.Okrem elektrických vlastností budeme skúmať aj optické vlastnosti pripravených 2D materiálov.
Doba trvania: 1.7.2022 – 30.6.2026
TMD2DCOR – Metalické 2D dichalkogenidy prechodných kovov: príprava, štúdium vlastností a korelované stavy
Fabrication, physics and correlated states in metallic 2D transition metal dichalcogenides
Program: APVV
Zodpovedný riešiteľ: Dr. rer. nat. Hulman Martin
Anotácia: Objav grafénu v roku 2004 priniesol obrovský záujem vedcov pôsobiacich vo fyzike kondenzovaných látok ovýskum 2D materiálov. Aj keď tieto materiály majú dlhú históriu, ktorá sa začína už v dvadsiatych rokoch 20.storočia, v posledných rokoch došlo k zintenzívneniu výskumu týchto látok. Boli úspešne pripravené ultratenkévrstvy mnohých 2D materiálov so zaujímavými elektronickými vlastnosťami medzi ktoré určite patria silnokorelované elektronické stavy ako sú vlny nábojovej hustoty a supravodivosť. Jednou z najviac študovaných skupín2D materiálov sú dichalkogenidy prechodných kovov (TMD). TMD sa skladajú z hexagonálnych vrstiev, v ktorýchsú atómy prechodných kovov vložené medzi dve vrstvy atómov chalkogénu s celkovou stochiometriou MX2.V tomto projekte sa sústredíme na tie materiály z TMD skupiny, ktoré vykazujú silne korelované elektronické stavy,a to konkrétne: NbSe2, TiSe2, TaS2, TaSe2 a PtSe2. Cieľom projektu je pripraviť ultratenké vrstvy (≤ 10 nm) akryštalické vzorky a dôkladne ich charakterizovať z hľadiska ich hrúbky, kryštalinity, homogenity, optických aelektronických vlastností. Osobitná pozornosť sa bude venovať stavom vĺn nábojovej hustoty a supravodivosti vtýchto materiáloch, a tomu, ako vlastnosti týchto korelovaných stavov závisia od hrúbky vzorky, dopovania,parametrov rastu samotnej vrstvy, a aj ako tieto korelované stavy reagujú na vonkajšie elektrické a magneticképolia.Vedecký program projektu tiež obsahuje prípravu heteroštruktúr vytvorených z týchto materiálov, ako aj nahybridné systémy kombinujúce TMD s inými materiálmi. Výskum zahŕňa aj podrobnú charakterizáciu heteroštruktúrza účelom optimalizácie parametrov rastu.The discovery of graphene in 2004 has brought a massive interest of scientists active in condensed-matter physicson research of 2D materials. Even though these materials have a long history starting already in the twenties of the20th century, the past years have seen an intensive renascence of interest in 2D materials. Ultra-thin samples ofmany 2D materials have been successfully prepared with electronic properties that may exhibit correlatedelectronic phenomena such as charge density waves and superconductivity. One of the well-studied families of the2D materials are transition metal dichalcogenides (TMDs). TMDs consist of hexagonal layers of metal atomssandwiched between two layers of chalcogen atoms with a MX2 stoichiometry.In this project, we focus on those materials from the TMD family that exhibit strongly correlated electronic states:NbSe2, TiSe2, TaS2, TaSe2 and PtSe2. The goal of the project is to prepare ultrathin (≤ 10 nm) layers and bulksamples and characterise them thoroughly in terms of the thickness, crystallinity, homogeneity, optical andelectronic properties. A special attention will be paid to charge density wave states and superconductivity in thesematerials and how they evolve with the sample thickness, doping, external electric and magnetic fields and detailsof the growth process.
Doba trvania: 1.7.2020 – 30.6.2023