Nanoscale の地形は Graphene の先発の高速電子工学を助けるかもしれません

Published on November 19, 2012 at 3:55 AM

炭化ケイ素にエッチングされるナノメータースケール 「ステップ」頂上 graphene の構造の製造によって研究者は室温の電子工学のために適した材料ではじめて相当な電子 bandgap を作成したありますことが。

これは深く 18 ナノメーターの黒鉛化された (AFM)堀の見通し原子力の顕微鏡の眺めです。 信用: 礼儀のジョージアの技術

nanoscale の地形の使用は graphene の特性を制御する可能性としては成長全カーボン集積回路のためのドアを開くトランジスターおよび他の装置の製造を促進できます。

研究者は graphene の nanoribbons の 1.4 ナノメーターによって曲げられるセクションのおよそ 0.5 の電子ボルトの bandgap を測定しました。 開発は電子デバイスの操作に必要な bandgap の作成の挑戦と戦った graphene の電子工学のフィールドに新しい方向を提供できます。

高速 graphene の電子工学を作る 「これは方法についての新しい思考様式です」エドワードコンラッドをジョージアの技術協会の物理学の学校の教授言いました。 「私達は graphene から速いトランジスターを作ることを今真剣に見てもいいです。 そして私達のプロセスがスケーラブルであるので 1 つのトランジスターを作ってもいければ、私達はそれらの可能性としては何百万を作ってもいいです」。

調査結果はジャーナル性質の物理学の 11 月 18 日を報告されることになっていました。 アトランタのジョージアの技術協会と SOLEIL で、フランスの各国用のシンクロトロン機能できている、研究はジョージアの技術、 W.M. Keck Foundation およびフランスの大使館からのパートナー大学資金の National Science Foundation の文書の研究科学および工学中心 (MRSEC) によってサポートされました。

研究者はまだ小さいステップ - 炭化ケイ素のウエファーに切られる深の約 20 ナノメーターを入力するために曲がると同時に graphene の nanoribbons が半導体になぜなるか理解していません -。 しかし研究者は電子の拘束と共にカーボン格子くねりとして、誘導される緊張が bandgap を作成する要因であるかもしれないことを信じます。 nanoribbons は graphene の 2 つの層で構成されます。

半導体の graphene の構造の生産は e ビームの使用からエピタキシアル graphene の成長のための平面を作成するために普通磨かれる炭化ケイ素のウエファーに堀を切る始まります。 高温炉を使用して、数万の graphene のリボンは写真平版を使用してステップを渡ってそれから、育ちます。

成長の間に、炭化ケイ素への 「堀」の切口の鋭角は材料が平面を取り戻すように試みると同時によりスムーズになります。 従って成長の時間は狭い炭化ケイ素機能がたいそう溶けることを防ぐために注意深く制御されなければなりません。

graphene の製造はまた炭素原子の格子が材料の 「肘掛け椅子」の方向に沿うステップに育つように特定の方向に沿って制御されなければなりません。 「それは鎖リンク塀の長さを曲げることを試みることのよう」コンラッド説明しましたです。 「それはただ 1 つの方法を曲げたいと思います」。

新しい技術はまた抵抗をもたらすインターフェイスのための必要性なしで材料の bandgap の作成だけ、可能性としては graphene からの全体の集積回路の製造を可能にしますが。 どちら側でも graphene の半導体セクションの、 nanoribbons は金属特性を保ちます。

「私達はこれらの堀のたくさんを作ってもどこでも私達がウエファーでほしいそれらを作ってもいいです」、コンラッドを言いました。 「これはちょうど半導体の graphene より多くです。 くねりの材料は半導体であり、ずっと両側の graphene に絶えず接続しています。 それはです基本的に Shottky の障壁の接続点」。

次に堀のそして反対側の上の 1 つの端の下の graphene の成長によって、研究者は理論の農産物で Shottky の 2 つの接続された障壁 - 半導体デバイスの基本的なコンポーネントできました。 コンラッドおよび彼の同僚は今発見に基づいてトランジスターを製造するために働いています。

bandgap の確認はフランスのシンクロトロン CNRS でなされた角度解決する光電子放出分光学の測定から来ました。 そこでは、研究者は graphene の nanoribbons のアレイに強力な光子ビームを始動させ、出た電子を測定しました。

「出て来られて、およびあなたが」、言ったコンラッドを出て来る方向を測定できる電子のエネルギーを測定できます。 「その情報、 nanoribbons の電子構造についての情報を手に入れるためにから逆方向に働くことができます」。

理論家は曲がる graphene が材料で bandgap を作成することを予測しました。 しかし調査チームが測定した bandgap は予測された何が大きかったですより。

今後の作業の建物のトランジスターそして他の装置を越えて、研究者は学ぶように作成するものが bandgap を - およびそれを制御する方法についての詳細を試みます。 特性はステップの深さの変更によって制御することができる graphene の nanoribbon のくねりの角度によって制御されるかもしれません。

「床の小さい欠陥上のカーペットを置くことを試みればカーペットはそれに行き、欠陥が」、コンラッド説明したそこにあることを確認しないかもしれません。 「しかしステップに行けば、言うことができます。 おそらく私達が」。くねりに影響を与えてもいい高さの範囲があります

彼は他の graphene の研究者が結果を利用するように試みるように発見が新しい作業を作成することを予測します。

「速い装置を示すことができれば多くの人々はこれに興味があります」とコンラッドは言いました。 「これが大規模に働いたら、高速、強力な電子デバイスのための隙間市場を進水させてもよい」。

ソース: http://www.gatech.edu/

Last Update: 19. November 2012 04:32

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