研究員發現在 Graphene 的 Nanoscale Plasmonic 天線高效的電子的

Published on October 11, 2012 at 6:14 AM

Rice 大學研究員摻雜與光的 graphene 用可能導致電子更加高效的設計和製造的方法,以及新穎的證券和密碼學設備。

Nanoscale plasmonic 天線在 graphene 稱 nonamers 被安置有潛在通過擊中他們創建電子線路用光以特殊頻率,根據研究員在 Rice 大學。 (赊帳: Rice 大學)

製造商化工摻雜硅調整其半導體的屬性。 但是在美國化學會日記帳 ACS 納諾詳細資料報告的突破一個新穎的概念: 胞質基因誘發摻雜 graphene,碳的 ultrastrong,高度導電性,單一原子厚實的表單。

那可能實現電路的瞬時創建 - 光學上導致的電子 - 在 graphene 仿造與可能操作光和注射電子到材料影響其傳導性的 plasmonic 天線。

這個研究合併理論上和實驗工作顯示在做簡單,基於 graphene 的按需式二極管和晶體管的潛在。 這個工作由米科學家 Naomi Halas,斯坦利 C. 電子和計算機工程的穆爾教授,生物醫學工程教授完成、化學、物理和實驗室的天文和主任 Nanophotonics 的; 并且彼得 Nordlander,物理和天文教授和電子和計算機工程; 光子的科學學院的物理學家弗蘭克 Koppens 在巴塞羅那,西班牙; 主要作者 Zheyu 犬齒,米的博士後; 并且他們的同事。

「其中一個 graphene 研究的主要調整總是關於電子」, Nordlander 說。 「認識硅的人們瞭解電子只是可能的,因為它可以是 p- 和 n 摻雜 (正和負),并且我們瞭解這如何在 graphene 可以執行。

「摻雜 graphene 是在 graphene 電子的發展的一個關鍵參數」,他說。 「您不可能現在採購基於 graphene 的電子設備,但是沒有問題製造商付出很多努力它由於其潛在高速」。

研究員調查摻雜的 graphene 許多方法,包括附有有機或金屬分子其六角格子。 使它選擇性地 - 和可逆 - 順應對摻雜是像有電路可以根據擊中它的光顏色、角度或者極化任意被寫和被清除的 graphene 黑板。

這個能力附有 plasmonic nanoantennas graphene 買得起這樣可能性。 Halas 和 Nordlander 有嚴重的專門技術在叫作胞質基因的 quasiparticles 的處理,在金屬的表面可以提示擺動。 在更加早期的工作,他們在存款作為在 graphene 的光電探測器的 plasmonic nanoparticles 成功。

這些金屬微粒非常不反射光改方向其能源; 在表面間的通知流,當興奮散發光或可能創建 「熱電子」在特殊,可控制的波長的胞質基因。 相鄰 plasmonic 微粒可能彼此配合用也是可調的方式。

該作用在材料的 Fano 共鳴的圖形能容易地被看到, plasmonic 天線叫 nonamers,中的每一有點超過 300 毫微米,明顯地消散光從除了在天線調整的特定波長的一個激光源。 對於米實驗,那些 nonamers - 在一個更大的光盤附近排列的八個 nanoscale 金光盤 - 存款在 graphene 上頁通過電子射線石版印刷。 nonamers 調整分散光在 500 和 1,250 毫微米之間,但是與相消干擾在大約 825 毫微米。

在相消干擾,大多數入射光能源被轉換成調用直接地到 graphene 頁并且從導體更改頁的部分到一個 n 被摻雜的半導體的熱電子。

一些天線可以影響以多種方式和允許幻象電路建立受光的影響。 「Quantum 小點和 plasmonic 納米顆粒天線可以調整回應幾乎在這個可見光譜的所有顏色」, Nordlander 說。 「我們可以甚而調整他們到不同的極化狀態或者波前的形狀。

「是 plasmonics 魔術」,他說。 「我們可以調整胞質基因共鳴我們希望的所有方式。 在這種情況下,因為那是在我們可用的光源中間的光譜範圍我們決定執行它在 825 毫微米。 我們要知道我們不可能發送光在不同的顏色和發現作用,并且在該特殊顏色请看到一個大作用」。

Nordlander 說他預見一日,當,而不是使用關鍵字時,人們也許揮動在一個特殊模式的一個手電通過導致鎖定的電路打開門在要求時。 因為我們發送正確的光往這個基體并且創建集成電路, 「開張鎖定成為一個直接活動。 它只將答復對我的購買權」,他說。

來源: http://lnp.rice.edu

Last Update: 11. October 2012 06:22

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