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Posted in | Nanoelectronics | Graphene

調整的帶隙的新的方法使用水分子在 Graphene

Published on October 27, 2010 at 3:55 AM

Rensselaer 工學院的研究員開發了新的方法為使用水調整 nanomaterial graphene 的帶隙,打開這個門對新的基於 graphene 的晶體管和 nanoelectronics。

通過顯示 graphene 影片在濕氣, Rensselaer Nikhil Koratkar 教授和他的研究小組能創建帶隙在 graphene - 對創建 graphene 晶體管的一個重要前提條件。 在現代電子中心,晶體管是可以是修改一個電信號的被切換的 " on " 或 " off " 的設備。 計算機微處理器包括由半導體的物質硅做的百萬晶體管,這個行業有效地尋找一個接任人。

使用四點的探測,在此光學微寫器圖像,在二氧化硅基體的一部 graphene 影片電子被測試。

Graphene,碳原子原子厚實的頁被安排像 nanoscale 鏈子連結範圍,沒有帶隙。 被展示的 Koratkar 的小組如何開張在他們吸附對材料的一個端的相當數量的 graphene 的帶隙水基礎上,精密地調整帶隙對從 0 的任何值到 0.2 電子伏特。 此作用是充分地可逆和帶隙減少回到零在真空下。 這個技術不介入 graphene 的任何複雜工程或修改,然而要求濕氣可以是精密地受控的封入物。

「Graphene 為其唯一和有吸引力的機械性能是得獎的。 但是,如果使用 graphene,您将編譯晶體管,它不會運作, graphene 操作像半金屬并且有零的帶隙」,在 Rensselaer 說 Koratkar,機械,航空航天和核工程的部門的一位教授。 「在此研究,我們展示了產生的 graphene 帶隙一個相對地容易的方法。 這能對使用 graphene 打開這個門晶體管、二極管、 nanoelectronics、 nanophotonics 和其他應用的新一代的」。

這個研究的結果在紙 「可調的帶隙詳述在水分子的受控 Adsorbtion 的 Graphene」,本週發布由小這個的日記帳。

在其自然狀態, graphene 沒有一個奇怪結構,但是帶隙。 它正常運行作為金屬和是公認的一個好導體。 這與橡膠或多數塑料比較,是裝绝緣體工,并且不執行電。 裝绝緣體工有大帶隙 - - 防止電子自由執行在材料的化學價和傳導帶之間的能域。

在二之間是半導體,可能功能作為導體和裝绝緣體工。 半導體有一個窄頻帶空白,并且一個電場的應用可能挑釁電子在這個空白間跳。 這個能力迅速切換在二個狀態之間 - " on " 和 " off " - 是半導體為什麼是很重要的在微電子學。

「在所有半導體設備中心是與帶隙的材料」, Koratkar 說。 「如果您查看籌碼和微處理器在今天移動電話、移動設備和計算機,其中每一位包含由半導體做的一許多晶體管與帶隙。 Graphene 是零的帶隙材料,限制其實用程序。 因此開發方法導致在 graphene 的帶隙做它相關半導體的材料是重要的」。

graphene 的晶格結構對稱被識別,材料的缺乏的一個原因帶隙。 Koratkar 只測試中斷此對稱想法通過束縛分子對 graphene 的一個端。 要執行此,他製造在硅和二氧化硅表面的 graphene,然後顯示了 graphene 在與受控濕氣的環境艙。 在房間,水分子被吸附對 graphene 的顯示的端,但是不在副飾面二氧化硅。 当這個對稱被中斷, graphene 帶隙 的確,打開, Koratkar 說。 並且造成這個作用是配合以在二氧化硅基體的缺陷的濕氣。

「其他在 graphene 顯示了如何創建帶隙通過吸附不同的氣體到其表面,但是這是,第一次它用水完成」,他說。 「水吸附的好處,與氣體比較,是控制在籌碼應用是耗費小,無毒和更加容易的。 例如,與預付款在微封裝技術它是相對地直接的在某些零件附近修建小的封入物或控制濕氣的級別的這個整體計算機芯片是相當容易的」。

基於在濕氣級別上在封入物,芯片市場可能可逆調整 graphene 帶隙到從 0 的任何值到 0.2 電子伏特, Korarkar 說。

來源: http://www.rpi.edu/

Last Update: 26. January 2012 08:55

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