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Posted in | Nanoelectronics | Graphene

调整的带隙的新的方法使用水分子在 Graphene

Published on October 27, 2010 at 3:55 AM

Rensselaer 工学院的研究员开发了新的方法为使用水调整 nanomaterial graphene 的带隙,打开这个门对新的基于 graphene 的晶体管和 nanoelectronics。

通过显示 graphene 影片在湿气, Rensselaer Nikhil Koratkar 教授和他的研究小组能创建带隙在 graphene - 对创建 graphene 晶体管的一个重要前提条件。 在现代电子中心,晶体管是可以是修改一个电信号的被切换的 " on " 或 " off " 的设备。 计算机微处理器包括由半导体的物质硅做的百万晶体管,这个行业有效地寻找一个接任人。

使用四点的探测,在此光学微写器图象,在二氧化硅基体的一部 graphene 影片电子被测试。

Graphene,碳原子原子厚实的页被安排象 nanoscale 链子连结范围,没有带隙。 被展示的 Koratkar 的小组如何开张在他们吸附对材料的一个端的相当数量的 graphene 的带隙水基础上,精密地调整带隙对从 0 的任何值到 0.2 电子伏特。 此作用是充分地可逆和带隙减少回到零在真空下。 这个技术不介入 graphene 的任何复杂工程或修改,然而要求湿气可以是精密地受控的封入物。

“Graphene 为其唯一和有吸引力的机械性能是得奖的。 但是,如果使用 graphene,您将编译晶体管,它不会运作, graphene 操作象半金属并且有零的带隙”,在 Rensselaer 说 Koratkar,机械,航空航天和核工程的部门的一位教授。 “在此研究,我们展示了产生的 graphene 带隙一个相对地容易的方法。 这能对使用 graphene 打开这个门晶体管、二极管、 nanoelectronics、 nanophotonics 和其他应用的新一代的”。

这个研究的结果在纸 “可调的带隙详述在水分子的受控 Adsorbtion 的 Graphene”,本周发布由小这个的日记帐。

在其自然状态, graphene 没有一个奇怪结构,但是带隙。 它正常运行作为金属和是公认的一个好导体。 这与橡胶或多数塑料比较,是装绝缘体工,并且不执行电。 装绝缘体工有大带隙 - - 防止电子自由执行在材料的化学价和传导带之间的能域。

在二之间是半导体,可能功能作为导体和装绝缘体工。 半导体有一个窄频带空白,并且一个电场的应用可能挑衅电子在这个空白间跳。 这个能力迅速切换在二个状态之间 - " on " 和 " off " - 是半导体为什么是很重要的在微电子学。

“在所有半导体设备中心是与带隙的材料”, Koratkar 说。 “如果您查看筹码和微处理器在今天移动电话、移动设备和计算机,其中每一位包含由半导体做的一许多晶体管与带隙。 Graphene 是零的带隙材料,限制其实用程序。 因此开发方法导致在 graphene 的带隙做它相关半导体的材料是重要的”。

graphene 的晶格结构对称被识别,材料的缺乏的一个原因带隙。 Koratkar 只测试中断此对称想法通过束缚分子对 graphene 的一个端。 要执行此,他制造在硅和二氧化硅表面的 graphene,然后显示了 graphene 在与受控湿气的环境舱。 在房间,水分子被吸附对 graphene 的显示的端,但是不在副饰面二氧化硅。 当这个对称被中断, graphene 带隙 的确,打开, Koratkar 说。 并且造成这个作用是配合以在二氧化硅基体的缺陷的湿气。

“其他在 graphene 显示了如何创建带隙通过吸附不同的气体到其表面,但是这是,第一次它用水完成”,他说。 “水吸附的好处,与气体比较,是控制在筹码应用是耗费小,无毒和更加容易的。 例如,与预付款在微封装技术它是相对地直接的在某些零件附近修建小的封入物或控制湿气的级别的这个整体计算机芯片是相当容易的”。

基于在湿气级别上在封入物,芯片市场可能可逆调整 graphene 带隙到从 0 的任何值到 0.2 电子伏特, Korarkar 说。

来源: http://www.rpi.edu/

Last Update: 11. January 2012 19:26

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