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Posted in | Graphene

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Auf dem Weg zur effizientere Geräte durch das Studium "Rauschen" in Graphen Nanobändern

Published on October 15, 2010 at 6:05 PM

In der vergangenen Woche die Ankündigung des Nobelpreises in Physik, der Königlichen Schwedischen Akademie der Wissenschaften Graphen "außergewöhnlichen Eigenschaften, die von der bemerkenswerten Welt der Quantenphysik ausgehen." Gelobt Wenn es nicht heiß genug vor, ist dies atomar dünnen Kohlenstoff jetzt offiziell in das globale Rampenlicht.

Das Versprechen von Graphen liegt in der Einfachheit ihrer Struktur-a 'chicken wire "Gitter aus Kohlenstoffatomen nur eine Schicht dick. Dieses Blatt Grenzen Elektronen in einer Dimension, sie zu zwingen, in ein Flugzeug Rennen. Solche Quanten-Confinement Ergebnisse in stellaren elektronischen, mechanischen und optischen Eigenschaften, die weit über das Silizium und anderen traditionellen Halbleitermaterialien bieten. Was mehr ist, wenn Graphen Elektronen in zwei Dimensionen beschränkt wurden, wie in einem Nanoband, könnte es von großem Nutzen Logik Schaltgeräte-Grundlage für die Berechnung Einheiten in der heutigen Computer-Chips.

Dieses Bild von einem suspendierten Blatt von Graphen mit dem TEAM 0,5 genommen, am National Center Berkeley Lab for Electron Microscopy zeigt einzelne Kohlenstoff-Atome (gelb) auf der Wabenstruktur.

Nun, Berkeley Labs Materialwissenschaftler Yuegang Zhang und seine Kollegen an der University of California, Los Angeles sind in Richtung effizientere Geräte bewegen durch das Studium der "Lärm" in einem solchen Graphen Nanobändern-eindimensionalen Streifen von Graphen mit Nanometer-Skala Breiten.

"Atomar-dünnen Graphen Nanobändern haben eine hervorragende Plattform für uns, die starke Korrelation zwischen Leitwert Fluktuation und den quantisierten elektronischen Strukturen von quasi-eindimensionalen Systemen zeigen, zur Verfügung gestellt", sagt Zhang, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der anorganischer Nanostrukturen Facility an der Molecular Foundry . "Diese Methode sollte viel breiteren Einsatz der Quanten Transport-Phänomene in anderen nanoelektronische oder Molecular Devices zu verstehen."

Zhang und seine Kollegen bereits berichtet Möglichkeiten Herstellung von Filmen von Graphen (http://newscenter.lbl.gov/feature-stories/2010/04/08/graphene-films/) und aufschlussreich niederfrequente Signal-Rausch-Verhältnis für Graphen Geräte auf einer Silica-Substrat (http://newscenter.lbl.gov/news-releases/2010/08/06/noise-in-graphene/). In der aktuellen Studie hat das Team Graphen Nanobändern mit einem Nanodraht-Maske-based Herstellungstechnik. Durch die Messung der Leitfähigkeit Fluktuation oder "Rauschen" der Elektronen in Graphen Nanobändern die Forscher direkt untersucht die Wirkung von Quanten-Confinement in diesen Strukturen. Ihre Erkenntnisse Karte die elektronische Bandstruktur dieser Graphen Nanobändern mit einer robusten elektrischen Sondierung Methode. Diese Methode kann weiter auf eine breite Palette von nanoskaligen Materialien, einschließlich Graphen-basierten elektronischen Geräten eingesetzt werden.

"Es erstaunt uns, wie eine klare Korrelation zwischen dem Lärm und der Bandstruktur dieser Graphen Nanomaterialien zu beobachten", sagt der Hauptautor Guangyu Xu, ein Physiker an der University of California, Los Angeles. "Diese Arbeit fügt starke Unterstützung für die quasi-eindimensionale Subband Bildung in Graphen Nanobändern, in denen unsere Methode erweist sich als wesentlich robuster als Leitwertmessung."

Ein Papier Berichterstattung dieser Forschung mit dem Titel "Enhanced Leitwert Fluktuation von Quanten-Confinement-Effekt in Graphen Nanobändern", erscheint in Nano Letters und ist für Abonnenten online. Co-Authoring das Papier mit Zhang und Xu wurden Carlos Torres, Jr., Emil Song, Jianshi Tang, Jingwei Bai, Xiangfeng Duan und Kang L. Wang.

Teile dieser Arbeit an der Molecular Foundry wurden von DOE Office of Science unterstützt.

Last Update: 18. October 2011 10:43

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