Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

A Topografia de Nanoscale Pode Ajudar a Eletrônica De Alta Velocidade Avançada de Graphene

Published on November 19, 2012 at 3:55 AM

Fabricando estruturas do graphene sobre a nanômetro-escala “etapas” gravadas no carboneto de silicone, os pesquisadores têm criado pela primeira vez um bandgap eletrônico substancial no material apropriado para a eletrônica da temperatura ambiente.

Esta é uma opinião atômica do microscópio da força (AFM) da perspectiva das trincheiras graphitized que são 18 nanômetros profundamente. Crédito: Tecnologia de Geórgia da Cortesia

O Uso da topografia do nanoscale controlar as propriedades do graphene podia facilitar a fabricação dos transistor e dos outros dispositivos, abrindo potencial a porta para circuitos integrados tornando-se do todo-carbono.

Os Pesquisadores mediram um bandgap de aproximadamente 0,5 elétron-volts em 1,4 secções dobradas nanômetro de nanoribbons do graphene. A revelação poderia fornecer o sentido novo ao campo da eletrônica do graphene, que se esforçou com o desafio de criar o bandgap necessário para o funcionamento dos dispositivos electrónicos.

“Este é um modo de pensar novo sobre como fazer a eletrônica de alta velocidade do graphene,” disse Edward Conrad, um professor na Escola da Física no Instituto de Tecnologia de Geórgia. “Nós podemos agora olhar seriamente em fazer transistor rápidos do graphene. E porque nosso processo é evolutivo, se nós podemos fazer um transistor, nós podemos potencial fazer milhões deles.”

Os resultados foram programados para ser relatados o 18 de novembro na Física da Natureza do jornal. A pesquisa, feita no Instituto de Tecnologia de Geórgia em Atlanta e em SOLEIL, a facilidade nacional Francesa do synchrotron, foi apoiada pelo Centro da Ciência e da Engenharia da Pesquisa dos Materiais de National Science Foundation (MRSEC) na Tecnologia de Geórgia, no W.M. Keck Fundação e no Fundo da Universidade do Sócio da Embaixada de França.

Os Pesquisadores não compreendem ainda porque os nanoribbons do graphene se tornam semiconducting enquanto se dobram para incorporar etapas minúsculas - aproximadamente 20 nanômetros profundamente - que é cortado nas bolachas do carboneto de silicone. Mas os pesquisadores acreditam que a tensão induzida como as curvaturas da estrutura do carbono, junto com o confinamento dos elétrons, pode ser factores que criam o bandgap. Os nanoribbons são compor de duas camadas de graphene.

A Produção das estruturas semiconducting do graphene começa com o uso dos e-feixes cortar trincheiras nas bolachas do carboneto de silicone, que são lustradas normalmente para criar uma superfície plana para o crescimento do graphene epitaxial. Usando uma fornalha de alta temperatura, os dez dos milhares de fitas do graphene são crescidos então através das etapas, usando a fotolitografia.

Durante o crescimento, as bordas afiadas do corte das “trincheiras” no carboneto de silicone tornam-se mais lisas enquanto o material tenta recuperar sua superfície plana. O tempo do crescimento deve conseqüentemente com cuidado ser controlado para impedir que as características estreitas do carboneto de silicone derretam demasiado.

A fabricação do graphene igualmente deve ser controlada ao longo de um sentido específico de modo que a estrutura do átomo de carbono cresça nas etapas ao longo do sentido da “poltrona” do material. “É como a tentativa dobrar um comprimento da cerca do elo de corrente,” Conrad explicou. “Quer somente dobrar uma maneira.”

A técnica nova permite não somente a criação de um bandgap no material, mas potencial igualmente a fabricação de circuitos integrados inteiros do graphene sem a necessidade para as relações que introduzem a resistência. Em ambos os lados da secção semiconducting do graphene, os nanoribbons retêm suas propriedades metálicas.

“Nós podemos fazer milhares destas trincheiras, e nós podemos fazê-las em qualquer lugar que nós queremos na bolacha,” disse Conrad. “Este é mais do que apenas graphene semiconducting. O material nas curvaturas é semiconducting, e anexou ao graphene continuamente em ambos os lados. É basicamente uma junção da barreira de Shottky.”

Crescendo o graphene abaixo de uma borda da trincheira e então acima do outro lado, os pesquisadores poderiam no produto da teoria duas barreiras conectadas de Shottky - um componente fundamental de dispositivos de semicondutor. Conrad e seus colegas estão trabalhando agora para fabricar os transistor baseados em sua descoberta.

A Confirmação do bandgap veio das medidas ângulo-resolved da espectroscopia da fotoemissão feitas no Synchrotron CNRS em França. Lá, os pesquisadores despediram feixes de fotão poderosos em disposições dos nanoribbons do graphene e mediram os elétrons emissores.

“Você pode medir a energia dos elétrons que saído, e você pode medir o sentido de que saem,” disse Conrad. “Dessa informação, você pode trabalhar para trás para obter a informação sobre a estrutura eletrônica dos nanoribbons.”

Os Teóricos tinham previsto que o graphene de dobra criaria um bandgap no material. Mas o bandgap medido pela equipa de investigação era maior do que o que tinha sido previsto.

Além dos transistor da construção e dos outros dispositivos, no trabalho futuro os pesquisadores tentarão aprender mais sobre o que criam o bandgap - e como o controlar. A propriedade pode ser controlada pelo ângulo da curvatura no nanoribbon do graphene, que pode ser controlado alterando a profundidade da etapa.

“Se você tenta colocar um tapete sobre uma imperfeição pequena no assoalho, o tapete irá sobre ele e você pode nem sequer saber que a imperfeição está lá,” Conrad explicou. “Mas se você vai sobre uma etapa, você pode dizer. Há provavelmente uma escala das alturas em que nós podemos afectar a curvatura.”

Prevê que a descoberta criará a actividade nova como outros pesquisadores do graphene tentam utilizar os resultados.

“Se você pode demonstrar um dispositivo rápido, muitos povos estarão interessados neste,” Conrad disse. “Se isto trabalha em grande escala, poderia lançar um nicho de mercado para dispositivos electrónicos de alta velocidade, potentes.”

Source: http://www.gatech.edu/

Last Update: 19. November 2012 04:33

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