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

La Topografia di Nanoscale Può Aiutare l'Elettronica Ad Alta Velocità Di Avanzamento di Graphene

Published on November 19, 2012 at 3:55 AM

Da costruzione le strutture del graphene in cima al nanometro-disgaggio “punti„ incisi nel carburo di silicio, i ricercatori per la prima volta hanno creato un bandgap elettronico sostanziale nel materiale adatto ad elettronica di temperatura ambiente.

Ciò è una visualizzazione atomica del microscopio della forza (AFM) di prospettiva delle fosse grafitizzate che sono 18 nanometri in profondità. Credito: Tecnologia di Georgia di Cortesia

L'Uso della topografia del nanoscale gestire i beni di graphene ha potuto facilitare la lavorazione dei transistor e di altre unità, potenzialmente aprente la porta per i circuiti integrati di sviluppo del tutto carbonio.

I Ricercatori hanno misurato un bandgap di circa 0,5 elettronvolt in 1,4 sezioni piegate nanometro dei nanoribbons del graphene. Lo sviluppo potrebbe fornire la nuova direzione al campo di elettronica del graphene, che ha lottato con la sfida di creazione del bandgap necessaria per il funzionamento degli apparecchi elettronici.

“Questo è un nuovo modo di pensare circa come fare l'elettronica ad alta velocità del graphene,„ ha detto Edward Conrad, il professor nel Banco di Fisica al Georgia Institute Of Technology. “Possiamo ora osservare seriamente la fabbricazione dei transistor veloci dal graphene. E perché il nostro trattamento è evolutivo, se possiamo fare un transistor, possiamo potenzialmente fare milioni di loro.„

I risultati sono stati preveduti per essere riferiti il 18 novembre nella Fisica della Natura del giornale. La ricerca, effettuata al Georgia Institute Of Technology a Atlanta e a SOLEIL, la funzione nazionale Francese del sincrotrone, è stata supportata dal Centro di Scienza e di Assistenza Tecnica della Ricerca dei Materiali di National Science Foundation (MRSEC) a Tecnologia della Georgia, al W.M. Keck Foundation ed al Fondo dell'Università del Partner dall'Ambasciata della Francia.

I Ricercatori ancora non capiscono perché i nanoribbons del graphene diventano semiconduttori mentre piegano per entrare nei punti minuscoli - circa 20 nanometri in profondità - che sono incisi i wafer del carburo di silicio. Ma i ricercatori ritengono che lo sforzo indotto come le curvature della grata del carbonio, con la relegazione degli elettroni, possa essere fattori che creano il bandgap. I nanoribbons sono composti di due livelli di graphene.

La Produzione delle strutture semicondutrici del graphene comincia con l'uso dei e-raggi tagliare le fosse in wafer del carburo di silicio, che sono lucidati normalmente per creare una superficie piana per la crescita di graphene epitassiale. Facendo Uso di una fornace ad alta temperatura, decine di migliaia di nastri del graphene poi si sviluppano attraverso i punti, facendo uso di fotolitografia.

Durante la crescita, gli spigoli “delle fosse„ incidono il carburo di silicio diventano più regolari mentre il materiale tenta di riacquistare la sua superficie piana. Il tempo della crescita deve quindi essere gestito con attenzione per impedire le funzionalità strette del carburo di silicio la fusione troppo.

Il montaggio del graphene anche deve essere controllato lungo una direzione specifica in modo che la grata dell'atomo di carbonio si sviluppi nei punti lungo la direzione “della poltrona„ del materiale. “È come la prova di piegare una lunghezza della rete fissa del collegamento a catena,„ Conrad ha spiegato. “Vuole soltanto piegare un modo.„

La nuova tecnica permette non solo la creazione di un bandgap nel materiale, ma potenzialmente egualmente la lavorazione di interi circuiti integrati da graphene senza l'esigenza delle interfacce che introducono la resistenza. Su entrambi i lati della sezione semiconduttrice del graphene, i nanoribbons conservano i loro beni metallici.

“Possiamo fare migliaia di queste fosse e possiamo farli dovunque che vogliamo sul wafer,„ ha detto Conrad. “Questo è più appena del graphene semiconduttore. Il materiale alle curvature è semiconduttore ed ha fissato continuamente a graphene da entrambi i lati. È basicamente una giunzione della barriera di Shottky.„

Coltivando il graphene giù una barriera della fossa e poi sull'altro lato, i ricercatori potrebbero in prodotti di teoria due barriere connesse di Shottky - una componente fondamentale delle unità a semiconduttore. Conrad ed i suoi colleghi ora stanno lavorando per da costruzione i transistor basati sulla loro scoperta.

La Conferma del bandgap è venuto dalle misure angolo-risolte della spettroscopia di emissione fotoelettrica effettuate al Sincrotrone il CNRS in Francia. Là, i ricercatori hanno infornato i fasci di fotoni potenti nelle schiere dei nanoribbons del graphene ed hanno misurato gli elettroni emessi.

“Potete misurare l'energia degli elettroni che uscito e voi potete misurare la direzione da cui escono,„ avete detto Conrad. “Da quelle informazioni, potete lavorare indietro per ottenere le informazioni sulla struttura elettronica dei nanoribbons.„

I Teorici avevano predetto che il graphene di piegamento creerebbe un bandgap nel materiale. Ma il bandgap misurato dal gruppo di ricerca era più grande di che cosa era stato preveduto.

Oltre i transistor del bene immobile ed altre unità, nei lavori futuri i ricercatori tenteranno di imparare più circa che cosa crea il bandgap - e come gestirlo. I beni possono essere gestiti dall'angolo della curvatura nel nanoribbon del graphene, che può essere gestito alterando la profondità del punto.

“Se provate a stendere un tappeto sopra una piccola imperfezione nel pavimento, il tappeto supererà e potete nemmeno sapere che l'imperfezione è là,„ Conrad ha spiegato. “Ma se superate un punto, potete dire. C'è probabilmente un intervallo delle altezze in cui possiamo pregiudicare la curvatura.„

Predice che la scoperta creerà la nuova attività come altri ricercatori del graphene tentano di utilizzare i risultati.

“Se potete dimostrare un'unità veloce, molta gente sarà interessata in questa,„ Conrad ha detto. “Se questo funziona su vasta scala, potrebbe lanciare una nicchia di mercato per gli apparecchi elettronici ad alta velocità e ad alta potenza.„

Sorgente: http://www.gatech.edu/

Last Update: 19. November 2012 04:31

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