Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanoelectronics | Graphene

Nuevas Moléculas de Agua del Uso del Método para la Separación de Banda de Sintonización en Graphene

Published on October 27, 2010 at 3:55 AM

Los Investigadores en el Rensselaer Polytechnic Institute desarrollaron un nuevo método para usar el agua para sintonizar la separación de banda del graphene del nanomaterial, abriendo la puerta en los nuevos transistores y nanoelectronics graphene-basados.

Exponiendo una película del graphene a la humedad, Profesor Nikhil Koratkar de Rensselaer y su equipo de investigación podían crear una separación de banda en graphene - un requisito previo crítico a crear los transistores del graphene. En el corazón de electrónica moderna, los transistores son los dispositivos que pueden ser "ON" o "OFF" cambiado para alterar una señal eléctrica. Los microprocesadores del Ordenador se comprenden de millones de transistores hechos del silicio material semiconductor, para el cual la industria está buscando activamente un sucesor.

En esta imagen óptica del micrográfo, una película del graphene en un substrato del bióxido de silicio se está probando eléctricamente usando una antena de la cuatro-punta.

Graphene, una hoja átomo-gruesa de los átomos de carbón dispuestos como una cerca de la alambrada del nanoscale, no tiene ninguna separación de banda. Las personas de Koratkar demostradas cómo abrir una separación de banda en el graphene basado en la cantidad de agua que adsorbieron a una cara del material, sintonizando exacto la separación de banda a cualquier valor a partir de la 0 a 0,2 electronvoltios. Este efecto era completo reversible y la separación de banda reducida de nuevo a cero bajo vacío. La técnica no implica ninguna ingeniería o modificación complicada del graphene, sino requiere un recinto en donde la humedad puede ser exacto controlada.

“Graphene es estimado para sus propiedades mecánicas únicas y atractivas. Pero si usted construyera un transistor usando graphene, no trabajaría simple como el graphene actúa como un semi-metal y tiene separación de banda cero,” dijo a Koratkar, profesor en el Departamento de la Ingeniería Mecánica, Aeroespacial, y Nuclear en Rensselaer. “En este estudio, demostramos un método relativamente fácil para dar a graphene una separación de banda. Esto podía abrir la puerta en usar el graphene para una nueva generación de transistores, de diodos, de nanoelectronics, de nanophotonics, y de otras aplicaciones.”

Los Resultados del estudio fueron detallados en la “separación de Banda Armoniosa de papel en Graphene por el Adsorbtion Controlado de las Moléculas de Agua,” publicado esta semana por el gorrón Pequeño.

En su estado natural, el graphene tiene una estructura peculiar pero ninguna separación de banda. Se comporta como metal y se conoce como buen conductor. Esto se compara al caucho o a la mayoría de los plásticos, que son aisladores y no conducto electricidad. Los Aisladores tienen una separación de banda grande - una separación de energía entre la valencia y las bandas de conducción - que evita que los electrones conducto libremente en el material.

Entre los dos son los semiconductores, que pueden funcionar como un conductor y un aislador. Los Semiconductores tienen una separación de banda estrecha, y la aplicación de un campo eléctrico puede provocar electrones para saltar a través de la separación. La capacidad de cambiar rápidamente entre los dos estados - "ON" y "OFF" - es porqué los semiconductores son tan valiosos en microelectrónica.

“En el corazón de cualquier dispositivo de semiconductor está un material con una separación de banda,” Koratkar dijo. “Si usted observa las virutas y los microprocesadores en teléfonos celulares de hoy, dispositivos movibles, y ordenadores, cada uno contiene una multitud de transistores hechos de los semiconductores con separaciones de banda. Graphene es un material cero de la separación de banda, que limita su utilitario. Es Tan crítico desarrollar métodos para inducir a una separación de banda en graphene que le haga un material semiconductor relevante.”

La simetría de la estructura del cedazo de los graphene se ha determinado como una razón de la falta del material de separación de banda. Koratkar exploró la idea de romper esta simetría atando las moléculas a solamente una cara del graphene. Para hacer esto, él fabricó el graphene en una superficie del silicio y del bióxido de silicio, y después expuso el graphene a una cámara de atmósfera controlada con humedad controlada. En el compartimiento, moléculas de agua adsorbidas a la cara expuesta del graphene, pero no en la cara lateral el bióxido de silicio. Con la simetría rota, la separación de banda del graphene hizo, abrir de hecho, Koratkar dijo. También el contribuir al efecto es la humedad que obra recíprocamente con defectos en el substrato del bióxido de silicio.

“Otros han mostrado cómo crear una separación de banda en graphene adsorbiendo diversos gases a su superficie, pero éste es la primera vez que se ha hecho con agua,” él dijo. “La ventaja de la adsorción del agua, comparada a los gases, es que es barato, no tóxico, y mucho más fácil controlar en una aplicación de la viruta. Por ejemplo, con avances en tecnologías de micro-empaquetado es relativamente directa construir un pequeño recinto alrededor de ciertas piezas o la totalidad de un chip de ordenador en el cual sería muy fácil controlar el nivel de humedad.”

De Acuerdo con el nivel de la humedad en el recinto, los fabricantes de chips podrían sintonizar reversible la separación de banda del graphene a cualquier valor a partir de la 0 a 0,2 electronvoltios, Korarkar dijo.

Fuente: http://www.rpi.edu/

Last Update: 11. January 2012 20:55

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit