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Moving Toward dispositivos mais eficientes, estudando 'Noise' em nanofitas de grafeno

Published on October 15, 2010 at 6:05 PM

No anúncio da semana passada do Prêmio Nobel de Física, a Real Academia Sueca de Ciências elogiou grafeno "propriedades excepcionais que se originam do mundo notáveis ​​da física quântica." Se não fosse suficientemente quente antes, esta folha atomicamente fina de carbono é agora oficialmente no centro das atenções globais.

A promessa de grafeno está na simplicidade da sua estrutura lattice-a 'tela de arame "de átomos de carbono apenas uma camada de espessura. Esta folha de elétrons limites em uma dimensão, obrigando-os a corrida através de um avião. Tais resultados confinamento em quantum estelar propriedades eletrônicas, mecânicas e ópticas muito além do que o silício e outros semicondutores tradicionais oferecem materiais. Além do mais, se os elétrons do grafeno foram restringidos em duas dimensões, como em uma nanofita, poderia se beneficiar muito lógica dispositivos de comutação, a base para unidades de computação em chips de computador de hoje.

Esta imagem de uma única folha de grafeno suspenso tiradas com a EQUIPE 0.5, no Centro Nacional de Berkeley Lab de Microscopia Eletrônica mostra átomos de carbono individual (amarelo) no retículo.

Agora, Berkeley Labs cientista de materiais Yuegang Zhang e seus colegas da University of California, Los Angeles estão se movendo em direção a aparelhos mais eficientes, estudando o "ruído" no grafeno como nanofitas-unidimensional tiras de grafeno com escala nanométrica larguras.

"Nanofitas de grafeno atomicamente fina têm proporcionado uma excelente plataforma para nos revelar a forte correlação entre a flutuação da condutância e as estruturas quantizada eletrônicos de quase-unidimensional sistemas", diz Zhang, um cientista da equipe na Unidade de Nanoestruturas inorgânicos na Fundição Molecular . "Este método deve ter um uso muito mais amplo para compreender fenômenos de transporte quântico em nanoeletrônica ou outros dispositivos moleculares."

Zhang e colegas relatado anteriormente maneiras de fabricar filmes de grafeno (http://newscenter.lbl.gov/feature-stories/2010/04/08/graphene-films/) e revelando baixa frequência do sinal-ruído razões para o grafeno dispositivos em um substrato de sílica (http://newscenter.lbl.gov/news-releases/2010/08/06/noise-in-graphene/). No estudo atual, a equipe fez nanofitas de grafeno usando uma técnica de fabricação de nanofios máscara-baseada. Ao medir a flutuação de condutância, ou "ruído" de elétrons em nanofitas de grafeno, os pesquisadores investigaram diretamente o efeito de confinamento quântico nestas estruturas. Suas descobertas mapear a estrutura de bandas eletrônicas destes nanofitas de grafeno usando um método robusto elétrica sondagem. Este método pode ainda ser aplicada a uma ampla gama de materiais em nanoescala, incluindo baseados em grafeno dispositivos eletrônicos.

"Espanta-nos observar tal correlação clara entre o ruído ea estrutura de banda desses nanomateriais grafeno", diz o autor Xu Guangyu, um físico da Universidade da Califórnia, Los Angeles. "Este trabalho traz um forte apoio para a formação sub-banda quase-unidimensional em nanofitas de grafeno, em que o nosso método acaba por ser muito mais robusto do que a medição de condutância."

Um artigo que apresenta esta pesquisa intitulado "flutuação condutância melhorada por efeito quântico confinamento em nanofitas de grafeno", aparece na revista Nano Letters e está disponível para assinantes online. Co-autor do papel com Zhang e Xu foram Carlos Torres, Jr., Emil Song, Jianshi Tang, Bai Jingwei, Xiangfeng Duan e L. Wang Kang.

Partes deste trabalho na Fundição Molecular foram apoiados pelo escritório da CORÇA da ciência.

Last Update: 27. October 2011 06:28

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