Zones Dépendant Du Temps pour une Race Neuve de Nanodevices Carbone-Basé

en revanche E.F. Foa Torres

M. Luis E.F. Foa Torres
Instituto de Física Enrique Gaviola (FaMAF - CONICET), Université Nationale de Córdoba, Córdoba, Argentine.
Auteur Correspondant : lfoa@famaf.unc.edu.ar

Introduction

Ęr le Mai de 1893 devrait avoir été un jour amer pour Thomas Edison. Ce jour, l'Exposition Universelle De Chicago, une des plus grandes expositions internationales jamais, a été officiellement ouvert au public. L'événement a comporté une vaste zone de documents électriques actionnés par les courants alternatifs (ac) fournis par les concurrents d'Edison. La tentative de dernière minute d'Edison d'éviter l'utilisation des ampoules avait échoué et le public pouvait apprécier les avantages des courants alternatifs pour la première fois. Cela n'a pas pris très longtemps jusqu'à ce que le courant alternatif ait finalement dominé sur les sources (dc) à courant continu supportées par Edison, tenant compte de ce fait de plus longs réseaux électriques, suscitant un tour qui a changé pour toujours notre monde.

Cependant, beaucoup d'appareils comprenant les appareils électroniques nous avons aujourd'hui l'alimentation CC d'utilisation en grande partie. Quelque Chose assimilée se produit avec les dispositifs vérifiés à l'échelle de nanomètre : À quelques exceptions [1,2], la majeure partie de l'attention a été donnée aux nanodevices dans des conditions de C.C. Mais quelque chose commencée pour changer ces dernières années et une quantité de phénomènes comportant l'utilisation des zones dépendant du temps, telles que des tensions de porte à C.A. ou des lasers, ont commencé à s'épanouir ici et là [3], ajoutant une cote neuve entière des possibilités. Dans cette note sommaire J'essayerai de vous convaincre qu'il y a des bonnes raisons qui rendent l'utilisation des zones dépendant du temps au nanoscale attrayante et parfois seule. À une telle extrémité J'utiliserai quelques exemples de ma propre recherche, mais avant cela J'introduirai quelques faits sur nos matériaux préférés de nanoscale : nanotubes de carbone [4] et graphene [5].

Les propriétés de ces matériaux sont à beaucoup d'égard très assimilés, graphene étant le cousin plus jeune bidimensionnel des nanotubes de carbone. Elles classent parmi les meilleurs matériaux conducteurs [4,5,6], la chaleur de conduite mieux que n'importe quel autre matériau sur terre [7] avec une conduction thermique environ de 5x103 W/mK pour le graphene (environ dix fois cela du cuivre), et elles affichent la puissance mécanique exceptionnelle [8] (avec une résistance à la rupture environ 200 fois qui de l'acier). Les nanotubes de Carbone par exemple, affichent anormal la sensibilité faible à la rétrodiffusion trouble-induite et sont très robustes à la rétrodiffusion acoustique-phonon-induite avec de moyens libres parcours non élastiques sur l'ordre du micromètre [9] dans un régime ce qui s'étend jusqu'aux tensions de polarisation sur l'ordre des énergies optiques de phonon (rapprochez. mev 200) quand d'autres mécanismes entrent dans le jeu menant à la saturation actuelle [10-12]. Les Demandes de cas des nanotubes s'échelonnent des transistors [13] qui tirent profit des mobilités des électrons élevées (qui nous permettraient même de tripler la fréquence des microprocesseurs) à un contrat à terme prometteur pendant qu'un remontage de rendement optimum pour le cuivre dans le nanoscale interconnecte [14,15].

Avec ces matériaux carbone-basés à l'esprit, notre visibilité est que des zones à C.A. pourraient être utilisées pour réaliser le contrôle de la réaction électrique (courant et bruit) ainsi que de la dissipation thermique, et remplit les fonctionnements utiles qui pourraient mener à une race neuve des dispositifs carbone-basés. Au coeur de cette visibilité est le fait que dû à leur dimensionnalité réduite et cohérence exceptionnelle des électrons, ces matériaux offrent à une arène en suspens pour ajuster l'effet entre une seule structure électronique, les paramètres pilotants et les procédés non élastiques induits par les zones à C.A. [16]. Dans le suivant, ceci sera illustré avec quelques exemples de notre propre recherche.

Contrôle de la Conductibilité et du Bruit dans les Résonnateurs Carbone-Basés

En appliquant une porte à C.A. à un dispositif de nanoribbon de nanotube ou de graphene de carbone, les paramètres neufs entrent dans le jeu : la fréquence et l'amplitude pilotantes. En ajustant ces paramètres, nous avons prouvé qu'il est possible de réaliser le contrôle du courant et de ses variations [17,18]. « Donnez-moi la réaction désirée et Je te dirai l'importance des paramètres pilotants nécessaires pour l'obtenir. » Ajouter un champ magnétique statique mène encore à des caractéristiques techniques plus riches [19].

Une Lumière sur l'Horizon de Graphene ? Lacunes de Bande Induites Par Laser de Ajustement

Malgré la liste impressionnante d'espérances prometteuses, le graphene a un Talon d'Achille : il n'a pas un bande-écartement, une fois qu'il le conduit ne peut pas être commuté-hors circuit. Ceci gêne des applications dans des appareils électroniques actifs où la capacité de le commuter est en marche et en arrêt essentielle. Dans un article mis en valeur récent, nous avons rendu compte des premières simulations atomistiques de la conduction électrique par un échantillon de taille d'un micromètre de graphene illuminé par un gisement de laser [20]. Nos simulations prouvent qu'un laser dans le mi-infrared peut ouvrir un bande-écartement observable en ce matériau, ouvrant de ce fait des espérances prometteuses pour les dispositifs optoélectroniques graphene-basés.

Réalisation d'une Tension de Courant de C.C Sans prévention par des Potentiels Dépendant Du Temps

Un courant continu (dc) exige habituellement l'application d'une tension de polarisation, sans la tension de polarisation appliquée entre par exemple parti et les électrodes droites, aucun flux de courant. Cependant, dans des systèmes au nanoscale un courant de C.C peut être produit même à la polarisation nulle due à un pompage appelé de tranche de temps d'effet logique de tranche de temps [21,22]. Initialement, on l'a pensé que le pompage de tranche de temps exigé au moins deux potentiels dépendant du temps (tels que des tensions de porte à C.A. appliquées au dispositif) mais [24] études théoriques [23] et expérimentales plus récentes suggèrent qu'il soit en effet possible de le réaliser avec seulement une zone à C.A. aussi bien, évitant de ce fait la pagaille associée avec les portes supplémentaires. En Outre, n'ayant aucune tension de polarisation appliquée entre les électrodes, une pompe de tranche de temps a pu avoir très la dispersion de faible puissance.

Jusqu'à présent, des pompes de tranche de temps ont été faites en grande partie de matériaux semi-conducteurs traditionnels. Utilisant les matériaux carbone-basés porterait beaucoup d'avantages : un fonctionnement plus élevé de fréquence et la possibilité de avoir les contacts presque parfaits, nous laissant dans un régime loin de celui de résonances d'isolement et de conductibilité faible habituellement explorées. Dans ce domaine de beaucoup d'intérêt actuel [25,26], de notre essai de cotisations de porter ces dispositifs plus près de réalité, dans [28] les régimes (adiabatiques) à haute fréquence (non adiabatique) [27] et basse fréquence. En Outre, son intérêt intrinsèque, ces dispositifs a pu fournir à un indice sur un genre différent de dispositifs actifs la dispersion d'énergie faible sans précédent.


[1] V.I. Fal'ko et D.E. Khmelnitskii, Soupape D'arrêt. Phys. JETP 68, 186 (1989).
[2] H.M. Pastawski, Phys. Rev. B 46, 4053 (1992) ; A.P. Jauho, N.S. Wingreen, et Y. Meir, Phys. Rev. B 50, 5528 (1994).
[3] Pour une révision nous nous référons à S. Kohler, J. Lehmann, et P. Hänggi, Phys. Représentant. 406, 379 (2005).
[4] R. Saito, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus, Propriétés Physiques des Nanotubes de Carbone (Presse Impériale d'Université, Londres, 1998)
[5] A.K. Geim et K.S. Novoselov, National. Couvre-tapis. 6, 183 (2007).
[6] J. - C. Charlier, X. Blase, et S. Roche, Rev. Mod. Phys. 79, 677 (2007).
[7] A.A. Balandin, S. Ghosh, W. Bao, I. Calizo, D. Teweldebrhan, F. Miao, et Chun Ning Lau, Lett Nano. 8, 902 (2008).
[8] C. Lee, X. Wei, J.W. Kysar, J. Hone, la Science 321, 385 (2008).
[9] S. Roche, Jie Jiang, L.E.F. Foa Torres et R. Saito, J. Phys. : Condens. Substance 19, 183203 (2007).
[10] A. Javey et autres, Phys. Rev. Lett. 92, 106804 (2004).
[11] L.E.F. Foa Torres et S. Roche, Phys. Rev. Lett. 97, 076804 (2006).
[12] L.E.F. Foa Torres, R. Avriller et S. Roche, Phys. Rev. B 78, 035412 (2008).
[13] A. Bachtold, P. Hadley, T. Nakanishi et C. Dekker, la Science 294, 1317 (2001).
[14] H. Li, C. Xu, et K. Banerjee, Design d'IEEE et Test des Ordinateurs 27, 20 (2010).
[15] J.C. Coiffic, M. Fayolle, S. Maitrejean, L.E.F. Foa Torres, et H. Le Poche, APPL. Phys. Lett. 91, 252107 (2007).
[16] L.E.F. Foa Torres et G. Cuniberti, C.R. Physique 10, 297 (2009).
[17] L.E.F. Foa Torres et G. Cuniberti, Lettres 94, 222103 de Physique Appliquée (2009).
[18] C.G. Rocha, L.E.F. Foa Torres et G. Cuniberti, Révision Matérielle B 81, 115435 (2010).
[19] C.G. Rocha, M. Pacheco, L.E.F. Foa Torres, G. Cuniberti, et A. Latgé, EPL 94, 47002 (2011).
[20] H.L. Calvo, H.M. Pastawski, S. Roche, et L.E.F. Foa Torres, APPL. Phys. Lett. 98, 232103 (2011).
[21] B.L. Altshuler et L.I. Glazman, la Science 283, 1864 (1999) ; P.W. Brouwer, Phys. Rev. B 58, R10135 (1998).
[22] Pour une introduction très gentille à ces phénomènes nous nous référons : M. Büttiker et M. Moskalets, Lect. Notes Phys. 690, 33 (2006).
[23] L.E.F. Foa Torres, Phys. Rev. B 72, 245339 (2005).
[24] B. Kaestner et autres, Phys. Rev. B 77, 153301 (2008).
[25] R. Zhu et H. Chen, APPL. Phys. Lett. 95, 122111 (2009).
[26] E. Prada, P. San Jose, et H. Schomerus, Phys. Rev. B 80, 245414 (2009) ; P. San Jose, E. Prada, S. Kohler, H. Schomerus, arxiv : 1103,5597.
[27] L.E.F. Foa Torres, H.L. Calvo, C.G. Rocha, G. Cuniberti, être publié.
[28] L.H. Ingaramo et L.E.F. Foa Torres, être publié.

Date Added: Jul 10, 2011 | Updated: Dec 12, 2013

Last Update: 12. December 2013 12:18

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