基於碳的 Nanodevices 新的品種的非定常域

相反 E.F. Foa Torres

雷斯 E.F. Foa Torres 博士
Instituto de Fisicaa 恩裡克 Gaviola (FaMAF - CONICET), Córdoba 國家大學, Córdoba,阿根廷。
對應的作者: lfoa@famaf.unc.edu.ar

簡介

5月 1日 1893 應該是托馬斯・愛迪生的一苦澀日。 該日,芝加哥世界市場,其中一最大的國際博覽會,對公共正式被開張了。 這個活動以交流電關閉的電展覽為特色一大區 (ac)提供由愛迪生的競爭對手。 愛迪生的最後一刻的嘗試防止使用電燈泡失敗了,并且公共能第一次讚賞交流電的福利。 它沒有花費非常很多時間,直到 ac 終於控制在愛迪生 (dc)支持的直流電來源,從而允許更長的電子網絡,激發永遠改造我們的世界的一次革命。

然而,許多工具包括電子設備我們今天有使用主要直流電功率。 類似的事發生與設備調查在毫微米縮放比例: 有一些個例外 [1,2],大多數關注給予 nanodevices 在 dc 情況下。 但是某事開始的近年來更改和介入使用非定常域的許多現象,例如 ac 門電壓或激光,開始各處茂盛 [3],添加全部的新的維數可能性。 在此簡注我將設法說服您有使使用非定常域在 nanoscale 有吸引力和有時唯一的充足的理由。 對這樣末端我將使用從我自己的研究的有些示例,但是那我以前將引入關於我們偏愛的 nanoscale 材料的一些個情況: 碳 nanotubes [4] 和 graphene [5]。

這些材料屬性在非常類似許多的方面,是的 graphene 碳 nanotubes 的二維更新的表兄弟。 他們在最佳的導電性材料 [4,5,6],品行熱中更好比在地球 [7 上的] 其他材料排列與 graphene 的 (大約十 5x103 W/mK 大約一種導熱性乘那銅),并且他們顯示例外機械力量 [8] (與一個抗斷強度大約 200 次鋼)。 碳 nanotubes 例如,異常地顯示低區分對紊亂誘發的反散射并且是非常穩健的對與無彈性的平均自由程的音響聲子誘發的反散射大約測微表 [9] 在政權哪些延伸至偏壓大約光學聲子能源 (aprox。 200 兆伏特),當其他結構加入導致當前飽和 [10-12 的] 作用。 對 nanotubes 盒的申請從利用高電子遷移率 (將允許甚而我們使微處理器成三倍頻率) 對一個有為的遠期的晶體管範圍 [13 個],當銅的省能源的替換在 nanoscale 互聯 [14,15]。

想著這些基於碳的材料,我們的遠見是 ac 域可能為達到電子回應 (當前和噪聲) 以及熱擴散的控制使用,并且執行可能導致基於碳的設備一個新的品種的有用的功能。 在此遠見中心是由於他們的電子減少的幅員和例外凝聚,這些材料提供調整的互相作用一個未清競技場在一個唯一電子結構、 ac 域和無彈性的進程之間導致的驅動的參數的情況 [16]。 在下面這將說明與從我們自己的研究的一些個示例。

導率和噪聲的控制在基於碳的諧振器

通過適用於 ac 門碳 nanotube 或 graphene nanoribbon 設備,新的參數加入這場比賽: 驅動的頻率和高度。 通過調整這些參數,我們向顯示是可能的達到對當前和其波動 [17,18 的] 控制。 「请產生我需求反應,并且我將告訴您必要驅動的參數的大小獲得它」。 添加一個靜態磁場導致更加富有的功能 [19]。

在 Graphene 展望期的光? 調整的激光誘導的帶隙

竟管有為的潛在客戶印象深刻的列表, graphene 有一次致命弱點: 一旦它執行它不可能被切換,它沒有一個範圍空白。 這妨害在這個能力切換它斷斷續續是關鍵的有效的電子設備的應用。 在一個最近被顯示的條款上,我們報告關於電導的第一原子論模擬通過激光領域照亮的一個測微表尺寸 graphene 範例 [20]。 我們的模擬向顯示在中間紅外的激光可能開張在此材料的一個可測的範圍空白,從而開張基於 graphene 的光電子設備的有為的潛在客戶。

沒有成見達到 dc 當前電壓通過非定常潛在

直流電流 (dc)通常要求偏壓的應用,沒有偏壓適用在離開之間和正確的電極,沒有當前流。 然而,在 nanoscale 的系統 dc 當前可以被生成甚而在零的偏心由於叫的數量相干效應數量抽 [21,22]。 最初,認為需要至少二非定常潛在 (例如 ac 門電壓適用於設備),但是最近理論上 [23] 和實驗 [24 個] 研究的數量抽建議達到它與一個 ac 域,從而避免凌亂與另外的門相關只的確是可能的。 其外,有偏壓適用在電極之間,數量泵不能有非常低功率散逸。

直到現在,數量泵主要由傳統半導體的材料製成。 使用基於碳的材料將帶來許多福利: 更高的頻率運算和可能性的有幾乎理想的聯絡,把我們留在遠離通常測試的那個的一個政權查出的共鳴和粗劣的導率。 在此當前利息 [25,26],我們的攤繳嘗試領域帶來離事實較近的這些設備,在高頻率 (非绝熱) [27] 和低頻率 (绝熱) [28 個] 政權。 其外,其內在利息,這些設備在一种不同的能提供線索有效的設備以史無前例的低能源散逸。


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[27] L.E.F. Foa Torres, H.L. Calvo, C.G. Rocha, G. Cuniberti,將被發布。
[28] L.H. Ingaramo 和 L.E.F. Foa Torres,將被發布。

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

Last Update: 12. December 2013 12:17

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