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Chercheurs Plus près de Comprendre le Plein Potentiel Électronique de Graphene

Published on August 23, 2010 at 9:29 PM

Les simulations de Nanoscale et la recherche théorique exécutées au Ministère De L'énergie le Laboratoire National d'Oak Ridge Amènent des scientifiques plus près de réaliser les graphene potentiels dans des applications électroniques.

Une équipe de recherche aboutie par Bobby Sumpter d'ORNL, Meunier de Vincent et Eduardo Cruz-Silva a découvert comment les boucles se développent dans le graphene, un matériau léger de haute résistance électriquement conducteur qui ressemble à un nid d'abeilles d'atomique-échelle.

Les simulations d'ORNL expliquent comment des boucles (vues ci-dessus dans le bleu) entre les couches de graphene peuvent être réduites à un minimum utilisant l'irradiation d'électron (bas).

Les boucles Structurelles qui forment parfois pendant un procédé de nettoyage de graphene peuvent rendre le matériau inapproprié pour des applications électroniques. Le Franchissement de ces types de problèmes est d'intérêt grand à l'industrie électronique.

« Graphene est une étoile en hausse dans le monde de matériaux, donné son potentiel pour l'usage dans des composantes électroniques précises comme des transistors ou d'autres semi-conducteurs, » a dit Bobby Sumpter, un scientifique de personnel à ORNL.

L'équipe avait l'habitude la dynamique moléculaire de tranche de temps pour simuler un procédé expérimental de nettoyage de graphene, comme évoqué dans un document publié dans les Lettres Matérielles de Révision. Les Calculs effectués sur des superordinateurs d'ORNL ont indiqué les chercheurs une phase intermédiaire négligée pendant le traitement.

La Représentation avec un microscope électronique de boîte de vitesses, ou le TEM, a soumis le graphene à l'irradiation d'électron, qui a éventuel évité la formation de boucle. Les simulations d'ORNL ont affiché cela en injectant des électrons pour rassembler une image, les électrons changeaient simultanément la structure du matériau.

« Prendre une photo avec un TEM est ne pas prendre simplement une photo, » Sumpter a dit. « Vous pourriez modifier la situation pendant que vous la regardez. »

Les constructions de recherches sur des découvertes discutées dans la Science 2009 de papier (Jia et autres), où Meunier et Sumpter aidés à expliquer un procédé qui nettoie des arêtes de graphene en faisant fonctionner un courant par le matériau dans un procédé connu sous le nom de chauffage de Joule. Graphene est seulement aussi bon que l'uniformité ou la propreté de ses arêtes, qui déterminent comment effectivement le matériau peut transmettre des électrons. Le Meunier a indiqué que la capacité de nettoyer efficacement des arêtes de graphene est essentielle à utiliser le matériau dans l'électronique.

« Imaginez-vous pour avoir une voiture de sport de fantaisie, mais d'autre part vous réalisez qu'elle a les rouleaux carrés. Quel bon est-il ? C'est comme avoir ébréché des arêtes sur le graphene, » Meunier a dit.

Les études expérimentales Récentes ont prouvé que le procédé de chauffage de Joule peut mener aux boucles indésirables qui connectent différentes couches de graphene. Le papier de PRL fournit une compréhension atomistique de la façon dont l'irradiation d'électron d'un microscope électronique de boîte de vitesses affecte le procédé de nettoyage de graphene en évitant la formation de boucle.

« Nous pouvons nettoyer les arêtes, et non seulement cela, nous pouvons comprendre pourquoi nous pouvons les nettoyer, » Meunier avons dit.

L'équipe de recherche a inclus des scientifiques de Massachusetts Institute of Technology, d'Universite Catholique De Louvain et d'Université de Carlos III de Madrid. Sumpter et le Meunier sont des membres d'ORNL division De l'informatique et de Mathématiques avec des rendez-vous dans l'Institut de Théorie de Nanomaterials dans le Centre pour des Sciences Des Matériaux De Nanophase. Cruz-Silva est un chercheur post-doctoral à ORNL.

Last Update: 12. January 2012 21:22

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