引人注目的新的细节,关于石墨烯的电子结构

Published on May 20, 2010 at 8:25 PM

能源部的劳伦斯伯克利国家实验室的美国能源部的先进光源(ALS)的工作的科学家们已经发现了对石墨烯的电子结构的显着的新的细节,碳晶板只有一个原子厚。亚伦博斯特威克和Eli发现ALS的罗滕贝格领导的一个国际研究小组,复合粒子称为plasmarons发挥了至关重要的作用,在确定石墨的性质。

“石墨有趣的性质是集体所有的现象,说:”罗滕贝格,ALS高级职员科学家负责在ALS的光束7,执行工作的科学方案。 “真正的石墨烯的电子结构不能被理解不理解许多复杂的电子与其他粒子相互作用的情况下。”

一个在石墨plasmaron相互作用的理论模型,碳原子厚的表。

石墨烯中的电荷载体是负电子和正孔,而后者又由等离子体密度的振荡,像声波通过的“液体”中的所有材料的电子移动影响。一个plasmaron是一个复合粒子,电荷载体,再加上一个电浆子。

“虽然plasmarons提出了理论上在20世纪60年代后期,并已发现了其中的间接证据,我们的工作是首次观察到不同的能带,石墨,或什至在任何重大,”罗滕贝格说。

了解这三种粒子的电荷载体,等离子体,并之间的关系plasmarons可能加速的一天时,石墨烯可以被用于“Plasmonics公司”建立超高速计算机,甚至室温量子计算机加了其他广泛工具和应用程序。

奇怪的石墨获取陌生人

博斯特威克,光束线7.0.1和研究的主要作者的研究的科学家说,“”石墨具有带隙。 “在平时的中性石墨填充的价带和空的导带带隙图显示为两个圆锥,满足他们的技巧,在所谓的狄拉克过境点。”

石墨烯是在附近的狄拉克过境移动电子独特的,如果他们有没有质量,在光的速度显著部分行驶。等离子体直接耦合到这些基本费用。其频率可达到每秒100万亿个周期(100太赫兹,100赫兹),比传统的电子,在今天的计算机,通常约每秒数十亿的周期(几吉赫兹,主频)的频率高得多。

也可以等离子体光子,光粒子从外部来源,兴奋。光子学是该领域,包括光的控制和使用信息处理;等离子体可以通过在纳米尺度(十亿分之一米),比传统的光子器件少得多测量通道。

而且,由于石墨的电荷载体的密度,可以很容易地受到影响,它是直接调整的石墨纳米结构的电子特性。博斯特威克说,对于这些和其他原因,“石墨烯是一个有前途的候选小得多,快得多设备,纳米电浆设备合并电子和光子学。”

石墨的简单的锥形带通常的图片是不是一个完整的的描述,但是,相反,它的理想化的“裸”的电子图片。不仅电子(空穴)不断与对方和其他实体进行交互,传统的带隙图片无法预测,新发现的博斯特威克和他的合作者发现plasmarons。

该小组的报告他们的研究结果,并讨论在“准自由站立掺杂石墨plasmarons的意见”,由亚伦博斯特威克,弗洛里斯佩克,托马斯Seyller,卡斯滕号角,马可孛Polini,礼阿斯卡里,艾伦H.麦克唐纳,和Eli的影响罗滕贝格,在2010年5月21日的科学问题,可在网上向用户。

“就其性质而言,等离子体夫妇强烈的光子,这承诺操纵纳米结构中的光的新方式,从而引发Plasmonics公司领域,”罗滕贝格说。 “现在我们知道,等离子体夫妇强烈石墨,这表明,石墨烯可能有合并的纳米电子,光电子,Plasmonics公司领域发挥重要作用的电荷载体。”

这项研究是由美国能源部科学办公室的支持。

Last Update: 9. October 2011 03:48

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