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Posted in | Graphene

Muovendo verso dispositivi più efficienti dal Studiare 'rumore' in nanoribbons grafene

Published on October 15, 2010 at 6:05 PM

Nella annuncio della scorsa settimana del Premio Nobel per la Fisica, l'Accademia Reale Svedese delle Scienze ha lodato grafene la "proprietà eccezionali che provengono dal mondo straordinario della fisica quantistica." Se non fosse abbastanza caldo prima, questo foglio atomico sottile di carbonio è ora ufficialmente sotto i riflettori mondiali.

La promessa di grafene sta nella semplicità della sua struttura reticolare, un 'filo di pollo' di atomi di carbonio solo uno strato di spessore. Questa scheda elettroni confini in una dimensione, costringendoli a correre attraverso un piano. Tali risultati confinamento quantico in stellare proprietà elettroniche, meccaniche e ottiche ben oltre ciò che di silicio e altri materiali semiconduttori tradizionali offrono. Cosa c'è di più, se gli elettroni del grafene sono state limitate a due dimensioni, come in un nanoribbon, potrebbe trarre grandi vantaggi logica di commutazione dispositivi, la base per unità di calcolo nei chip dei computer di oggi.

Questa immagine di un singolo foglio di grafene sospeso scattate con la TEAM 0.5, presso il Centro Nazionale di Berkeley Lab per la microscopia elettronica mostra i singoli atomi di carbonio (giallo) sul reticolo a nido d'ape.

Ora, Berkeley Labs materiali scienziato Yuegang Zhang ei suoi colleghi della University of California, Los Angeles si stanno muovendo verso i dispositivi più efficienti, studiando il 'rumore' in grafene come nanoribbons-unidimensionale strisce di grafene con scala nanometrica larghezze.

"Nanoribbons grafene atomicamente sottili hanno fornito una piattaforma eccellente per noi, per rivelare la forte correlazione tra fluttuazione di conduttanza e le strutture quantizzato elettronica di quasi-unidimensionale sistemi," ha detto Zhang, uno scienziato del personale nel Fondo per nanostrutture inorganiche presso la Fonderia molecolare . "Questo metodo dovrebbe usare molto più ampia per comprendere fenomeni di trasporto quantistico in altri dispositivi nanoelettronici o molecolare."

Zhang e colleghi hanno riportato in precedenza modi di fabbricare film di grafene (http://newscenter.lbl.gov/feature-stories/2010/04/08/graphene-films/) e rivelando a bassa frequenza del segnale-rumore rapporto di grafene dispositivi su un substrato di silicio (http://newscenter.lbl.gov/news-releases/2010/08/06/noise-in-graphene/). In questo studio, il team ha fatto nanoribbons grafene utilizzando un nanowire maschera a base di tecnica di fabbricazione. Misurando la fluttuazione di conduttanza, o "rumore" degli elettroni nel grafene nanoribbons, i ricercatori hanno sondato direttamente l'effetto di confinamento quantico in queste strutture. Le loro scoperte mappare la struttura elettronica banda di questi nanoribbons grafene utilizzando un robusto metodo elettrico sondaggio. Questo metodo può essere ulteriormente applicato ad una vasta gamma di materiali su scala nanometrica, compresi i dispositivi elettronici basati su grafene.

"E stupisce di osservare come una chiara correlazione tra il rumore e la struttura a bande di questi nanomateriali grafene", dice l'autore Xu Guangyu, un fisico dell'Università della California di Los Angeles. "Questo lavoro aggiunge il supporto forte al quasi-unidimensionale formazione sottobanda in nanoribbons grafene, in cui il nostro metodo si rivela essere molto più robusto di misura della conduttanza".

Un documento di reporting questa ricerca, intitolato "fluttuazione avanzata conduttanza per effetto confinamento quantico in nanoribbons grafene," appare in Nano Letters ed è disponibile per gli abbonati on-line. Co-autore del Libro con Zhang Xu e sono stati Carlos Torres, Jr., Emil Song, Jianshi Tang, Jingwei Bai, Xiangfeng Duan e L. Kang Wang.

Parti di questo lavoro alla Fonderia molecolare sono state supportate da Office DOE della Scienza.

Last Update: 25. October 2011 11:08

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