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Hacia dispositivos más eficientes mediante el estudio de 'ruido' en nanocintas grafeno

Published on October 15, 2010 at 6:05 PM

En el anuncio la semana pasada con el Premio Nobel de Física, la Real Academia Sueca de las Ciencias de la elogiada "propiedades excepcionales que se originan en el mundo extraordinario de la física cuántica". Grafeno Si no fuera lo suficientemente caliente como antes, esta hoja de atómicamente delgadas de carbono es ahora oficialmente en el centro de atención mundial.

La promesa de grafeno radica en la simplicidad de su estructura reticular, una 'malla de gallinero "de átomos de carbono de sólo una capa gruesa. Esta hoja confines electrones en una dimensión, lo que obligó a la raza a través de un avión. Estos resultados confinamiento cuántico en la estelar propiedades electrónicas, mecánicas y ópticas mucho más allá de lo que el silicio y otros semiconductores tradicionales ofrecen los materiales. Es más, si los electrones del grafeno estaban restringidas en dos dimensiones, como en un nanocinta, que podría ser de gran beneficio lógica de conmutación de dispositivos-la base para las unidades de cómputo en chips de computadoras de hoy.

Esta imagen de una sola hoja de grafeno suspendidas tomadas con el equipo de 0,5, en el Centro Nacional de Berkeley Lab. de Microscopía Electrónica muestra los átomos individuales de carbono (amarillo) en la red de nido de abeja.

Ahora, Berkeley Labs, científico de materiales Yuegang Zhang y sus colegas en la Universidad de California en Los Ángeles se están moviendo hacia dispositivos más eficientes mediante el estudio del "ruido" en el grafeno como nanocintas-unidimensional tiras de grafeno con anchos de escala nanométrica.

"Nanocintas grafeno atómicamente delgadas han proporcionado una excelente plataforma para que nos revelan la fuerte correlación entre la fluctuación de la conductancia y las estructuras cuantificadas electrónicos de los cuasi-sistemas unidimensionales", dice Zhang, un científico del personal en el Fondo para el nanoestructuras inorgánicas en la fundición molecular . "Este método debe tener un uso mucho más amplio para comprender los fenómenos cuánticos de transporte en otros dispositivos o nanoelectrónica molecular."

Zhang y sus colegas se informó anteriormente maneras de fabricar películas de grafeno (http://newscenter.lbl.gov/feature-stories/2010/04/08/graphene-films/) y revelador de baja frecuencia de señal a ruido de grafeno dispositivos sobre un sustrato de silicio (http://newscenter.lbl.gov/news-releases/2010/08/06/noise-in-graphene/). En el estudio actual, el equipo hizo nanocintas grafeno con una máscara de nanocables basado en la técnica de fabricación. Mediante la medición de la fluctuación de la conductancia, o "ruido" de los electrones en el grafeno nanocintas, los investigadores probaron directamente el efecto de confinamiento cuántico en estas estructuras. Sus hallazgos mapa de la estructura de bandas electrónicas de estos nanocintas grafeno utilizando un robusto método eléctrico sondeo. Este método se podrá aplicar a una amplia gama de materiales a nanoescala, como basados ​​en el grafeno dispositivos electrónicos.

"Se nos sorprende observar una clara correlación entre el ruido y la estructura de bandas de estos nanomateriales grafeno", dice el autor principal Xu Guangyu, un físico de la Universidad de California en Los Angeles. "Este trabajo añade un fuerte apoyo a la formación de sub-banda casi unidimensional en nanocintas grafeno, en el que nuestro método resulta ser mucho más robusta que la medición de la conductancia."

Un artículo que informa de esta investigación titulada, "fluctuación de la conductancia mejorada por el efecto de confinamiento cuántico en nanocintas grafeno", aparece en la revista Nano Letters, y está disponible para los suscriptores en línea. Co-autor del papel con Zhang y Xu fueron Carlos Torres, Jr., canción Emil, Tang Jianshi, Bai Jingwei, Duan Xiangfeng y Kang L. Wang.

Partes de este trabajo en la fundición molecular con el apoyo de la Oficina de Ciencia del DOE.

Last Update: 27. October 2011 16:26

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