基于碳的 Nanodevices 新的品种的非定常域

相反 E.F. Foa Torres

雷斯 E.F. Foa Torres 博士
Instituto de Fisicaa 恩里克 Gaviola (FaMAF - CONICET), Córdoba 国家大学, Córdoba,阿根廷。
对应的作者: lfoa@famaf.unc.edu.ar

简介

5月 1日 1893 应该是托马斯・爱迪生的一苦涩日。 该日,芝加哥世界市场,其中一最大的国际博览会,对公共正式被开张了。 这个活动以交流电关闭的电展览为特色一大区 (ac)提供由爱迪生的竞争对手。 爱迪生的最后一刻的尝试防止使用电灯泡失败了,并且公共能第一次赞赏交流电的福利。 它没有花费非常很多时间,直到 ac 终于控制在爱迪生 (dc)支持的直流电来源,从而允许更长的电子网络,激发永远改造我们的世界的一次革命。

然而,许多工具包括电子设备我们今天有使用主要直流电功率。 类似的事发生与设备调查在毫微米缩放比例: 有一些个例外 [1,2],大多数关注给予 nanodevices 在 dc 情况下。 但是某事开始的近年来更改和介入使用非定常域的许多现象,例如 ac 门电压或激光,开始各处茂盛 [3],添加全部的新的维数可能性。 在此简注我将设法说服您有使使用非定常域在 nanoscale 有吸引力和有时唯一的充足的理由。 对这样末端我将使用从我自己的研究的有些示例,但是那我以前将引入关于我们偏爱的 nanoscale 材料的一些个情况: 碳 nanotubes [4] 和 graphene [5]。

这些材料属性在非常类似许多的方面,是的 graphene 碳 nanotubes 的二维更新的表兄弟。 他们在最佳的导电性材料 [4,5,6],品行热中更好比在地球 [7 上的] 其他材料排列与 graphene 的 (大约十 5x103 W/mK 大约一种导热性乘那铜),并且他们显示例外机械力量 [8] (与一个抗断强度大约 200 次钢)。 碳 nanotubes 例如,异常地显示低区分对紊乱诱发的反散射并且是非常稳健的对与无弹性的平均自由程的音响声子诱发的反散射大约测微表 [9] 在政权哪些延伸至偏压大约光学声子能源 (aprox。 200 兆伏特),当其他结构加入导致当前饱和 [10-12 的] 作用。 对 nanotubes 盒的申请从利用高电子迁移率 (将允许甚而我们使微处理器成三倍频率) 对一个有为的远期的晶体管范围 [13 个],当铜的省能源的替换在 nanoscale 互联 [14,15]。

想着这些基于碳的材料,我们的远见是 ac 域可能为达到电子回应 (当前和噪声) 以及热扩散的控制使用,并且执行可能导致基于碳的设备一个新的品种的有用的功能。 在此远见中心是由于他们的电子减少的幅员和例外凝聚,这些材料提供调整的互相作用一个未清竞技场在一个唯一电子结构、 ac 域和无弹性的进程之间导致的驱动的参数的情况 [16]。 在下面这将说明与从我们自己的研究的一些个示例。

导率和噪声的控制在基于碳的谐振器

通过适用于 ac 门碳 nanotube 或 graphene nanoribbon 设备,新的参数加入这场比赛: 驱动的频率和高度。 通过调整这些参数,我们向显示是可能的达到对当前和其波动 [17,18 的] 控制。 “请产生我需求反应,并且我将告诉您必要驱动的参数的大小获得它”。 添加一个静态磁场导致更加富有的功能 [19]。

在 Graphene 展望期的光? 调整的激光诱导的带隙

竟管有为的潜在客户印象深刻的列表, graphene 有一次致命弱点: 一旦它执行它不可能被切换,它没有一个范围空白。 这妨害在这个能力切换它断断续续是关键的有效的电子设备的应用。 在一个最近被显示的条款上,我们报告关于电导的第一原子论模拟通过激光领域照亮的一个测微表尺寸 graphene 范例 [20]。 我们的模拟向显示在中间红外的激光可能开张在此材料的一个可测的范围空白,从而开张基于 graphene 的光电子设备的有为的潜在客户。

没有成见达到 dc 当前电压通过非定常潜在

直流电流 (dc)通常要求偏压的应用,没有偏压适用在离开之间和正确的电极,没有当前流。 然而,在 nanoscale 的系统 dc 当前可以被生成甚而在零的偏心由于叫的数量相干效应数量抽 [21,22]。 最初,认为需要至少二非定常潜在 (例如 ac 门电压适用于设备),但是最近理论上 [23] 和实验 [24 个] 研究的数量抽建议达到它与一个 ac 域,从而避免凌乱与另外的门相关只的确是可能的。 其外,有偏压适用在电极之间,数量泵不能有非常低功率散逸。

直到现在,数量泵主要由传统半导体的材料制成。 使用基于碳的材料将带来许多福利: 更高的频率运算和可能性的有几乎理想的联络,把我们留在远离通常测试的那个的一个政权查出的共鸣和粗劣的导率。 在此当前利息 [25,26],我们的摊缴尝试领域带来离事实较近的这些设备,在高频率 (非绝热) [27] 和低频率 (绝热) [28 个] 政权。 其外,其内在利息,这些设备在一不同的能提供线索有效的设备以史无前例的低能源散逸。


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[27] L.E.F. Foa Torres, H.L. Calvo, C.G. Rocha, G. Cuniberti,将被发布。
[28] L.H. Ingaramo 和 L.E.F. Foa Torres,将被发布。

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

Last Update: 12. December 2013 12:17

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