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Les Chercheurs Ont Directement Mesuré le Spectre D'énergies Inhabituel de Graphene

Published on May 14, 2009 at 7:32 PM

Appliquant des techniques de mesure novatrices, les chercheurs à partir de l'Institut de Technologie de la Géorgie et le National Institute of Standards and Technology (NIST) ont directement mesuré le spectre d'énergies inhabituel du graphene, technique une promesse, forme bidimensionnelle du carbone qui a tenté et les scientifiques perplexes depuis sa découverte en 2004.

Publié dans la délivrance de cette semaine de la Science, * leur travail ajoute le petit groupe neuf pour aider à expliquer les phénomènes matériels et les propriétés inhabituels associés avec le graphene, un à une seule couche des atomes de carbone rangés dans une répétition, arrangement comme un nid d'abeilles.

Les comportements exotiques de Graphene présentent des espérances intrigantes pour des technologies d'avenir, y compris la haute vitesse, l'électronique graphene-basée qui pourrait remonter les circuits intégrés silicium-basés d'aujourd'hui et d'autres dispositifs. Même à la température ambiante, les électrons dans le graphene sont plus de 100 fois plus mobiles qu'en silicium.

Graphene doit apparemment cette mobilité améliorée au fait curieux que ses électrons et d'autres porteurs des charges électriques se comportent comme s'ils n'ont pas Massachusetts. En matériaux conventionnels, la vitesse des électrons est rapportée à leur énergie, mais pas dans le graphene. Bien Qu'ils n'approchent pas la vitesse de la lumière, les électrons non liés dans le graphene se comportent tout comme les photons, les particules sans masse de la lumière qui déménagent également à un indépendant de vitesse de leur énergie.

Ce de comportement sans masse étrange est associé avec l'autre étrangeté. Quand des conducteurs normaux sont mis dans un champ magnétique intense, les porteurs de charge tels que des électrons commencent à déménager les orbites circulaires qui sont contraintes aux niveaux énergétiques discrets et équidistants. Dans le graphene ces niveaux sont connus pour être inégalement espacés à cause des électrons « sans masse ».

L'équipe de la Géorgie Tech/NIST a cheminé ces électrons sans masse dans l'action, utilisant un instrument spécialisé de NIST pour changer de plan dedans sur la couche de graphene d'à l'agrandissement milliard de fois, cheminant les conditions électroniques tout en en même temps appliquant des champs magnétiques élevés. Le microscope sur commande, de l'ultra-faible-température et de lecture d'ultra-haut-aspirateur de perçage d'un tunnel leur a permis de balayer un champ magnétique réglable en travers des échantillons de graphene préparés au Tech de la Géorgie, observant et traçant l'écartement non-uniforme particulier parmi les niveaux énergétiques discrets qui forment quand le matériau est exposé aux champs magnétiques.

L'équipe a développé un plan à haute résolution de la distribution des niveaux énergétiques dans le graphene. Contrairement aux métaux et à d'autres matériaux de conduite, où la distance d'une crête d'énergie au prochain est uniformément égale, cet écartement est inégal dans le graphene.

Les chercheurs également sondés et le cachet des graphene dans l'espace tracés « zéro conditions d'énergie, » un phénomène curieux où le matériau n'a aucun porteur électrique jusqu'à ce qu'un champ magnétique soit appliqué.

Les mesures ont également indiqué que les couches de graphene développées et alors passionné sur un substrat de silicium-carbure se comportent en tant que feuilles particulières, d'isolement, bidimensionnelles. Sur la base des résultats, les chercheurs proposent que des couches de graphene soient désaccouplées des couches adjacentes parce qu'elles empilent dans différentes orientations rotationnelles. Ceci qui trouve peut indiquer la voie des méthodes de fabrication pour effectuer de grands, uniformes lots du graphene pour une électronique carbone-basée neuve.

Last Update: 17. January 2012 02:16

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