Graphene för Hjälp för Nanoscale TopografiMaj För- Snabb Elektronik

Published on November 19, 2012 at 3:55 AM

Genom att fabricera, strukturerar graphene atop nanometer-fjäll ”kliver” etsat in i silikoncarbiden, forskare har för den första tiden som skapas en verklig elektronisk bandgap i det materiella passande för rumstemperaturelektronik.

Detta är ett perspektiv som det atom- styrkamikroskopet (AFM) beskådar av graphitized diken, som är 18 nanometers djupt. Kreditera: ArtighetGeorgia Tech

Bruk av nanoscaletopografi att kontrollera rekvisitan av graphene kunde göra fabriceringen av transistorer och andra apparater som lättare öppnar potentiellt dörren för integrerat framkallande all-kol - går runt.

Forskare har mätt en bandgap av ungefärligt 0,5 elektron-volt i 1,4 nanometer böjelse delar upp av graphenenanoribbons. Utvecklingen kunde ge ny riktning till sätta in av grapheneelektronik, som har kämpat med utmaningen av att skapa bandgap som är nödvändig för funktion av elektroniska apparater.

”Är Detta ett nytt långt av tänkande om hur man gör snabb grapheneelektronik,”, sade Edward Conrad, en professor i Skola av Fysik på det Georgia Institutet av Teknologi. ”Kan Vi nu se allvarligt på danande fastar transistorer från graphene. Och därför att vårt processaa är scalable, om vi kan göra en transistor, kan vi potentiellt göra miljoner av dem.”,

Rönet var planlagt att anmälas November 18 i föra journal överNaturFysiken. Forskningen som göras på det Georgia Institutet av Teknologi i Atlanta och på SOLEIL, den Franska medborgaresynchrotronlättheten, har stöttats av Vetenskapen för National Science Foundation MaterialForskning, och Iscensätta Centrera (MRSEC) på Georgia Tech, W.M.EN Keck Fundament och PartnerUniversitetarFonden från Ambassaden av Frankrike.

Forskare förstår inte ännu därför graphenenanoribbons blir semiconducting, som de krökningen som skriver in mycket litet kliver - omkring 20 nanometers djupt - som klipps in i silikoncarbiderånen. Men forskarna tror, som anstränger framkallat som kolgallerkrökningarna, tillsammans med fångenskapen av elektroner, kan vara dela upp i faktorer skapa bandgapen. Nanoribbonsna komponeras av två lagrar av graphene.

Produktionen av den semiconducting graphenen strukturerar börjar med bruket av e-strålar för att klippa diken in i silikoncarbiderån, som poleras normalt för att skapa en lägenhet ytbehandlar för tillväxten av epitaxial graphene. Genom Att Använda en mycket varm panna, är tiotusentals grapheneband därefter fullvuxna över kliver, genom att använda photolithography.

Under tillväxten kantar kor av ”dike” snitt in i silikoncarbiden blir slätare, som de materiella försöken att återvinna dess lägenhet ytbehandlar. Tillväxttiden måste därför försiktigt kontrolleras för att förhindra de smala silikoncarbidesärdragen från att smälta för mycket.

Graphenefabriceringen också måste kontrolleras längs en specifik riktning, så att gallret för kolatomen växer in i kliver längs materialets ”den fåtölj” riktningen. ”Är Den likt pröva till krökningen som en längd av kedja-anknyter staket,” Conrad förklarade. ”Önskar Den endast till krökning en långt.”,

De nya tekniktillstånden inte endast skapelsen av en bandgap i det materiellt, men potentiellt också fabriceringen av helt inbyggt - går runt från graphene utan behovet för har kontakt som introducerar motstånd. På antingen sida av det semiconducting dela upp av graphenen, nanoribbonsna behåller deras metalliska rekvisita.

”Kan Vi göra tusentals dessa diken, och vi kan göra dem vi någonstans som önskar på rånet,”, sade Conrad. ”Är Detta mer än precis semiconducting graphene. Det materiellt på krökningarna är semiconducting, och det har fäst till graphene fortlöpande på båda sidor. Det är i stort en Shottky barriärföreningspunkt.”,

Genom att växa graphenen, besegra en kantar av diket, och därefter upp andra sidan, kunde forskarna i teorijordbruksprodukter två förbindelseShottky barriärer - en grund som var del- av halvledareapparater. Conrad och hans kollegor är nu funktionsdugliga att fabricera transistorer som baseras på deras upptäckt.

Bekräftelsen av bandgapen kom från meta-löste photoemissionspektroskopimätningar som gjordes på Synchrotronen CNRS i Frankrike. Där avfyrade forskarna den kraftiga fotonen strålar in i samlingar av graphenenanoribbonsna och mätte de sända ut elektronerna.

”Kan Du mäta energin av elektronerna som kommet ut och du kan mäta riktningen, som de kommer från ut,” sade Conrad. ”Från den information, kan du fungera tillbaka för att få information om det elektroniskt strukturerar av nanoribbonsna.”,

Theorists hade förutsagt att skulle böjande graphene skapar en bandgap i det materiellt. Men bandgapen som mättes av forskninglaget var större än vad hade förutsagts.

Det okändabyggnadstransistorer och andra apparater, i framtida arbete forskarna ska försök att lära mer om vad skapar bandgapen - och hur man kontrollerar den. Egenskapen kan kontrolleras av meta av krökningen i graphenenanoribbonen, som kan kontrolleras, genom att förändra djupet av kliva.

”Om du försök att lägga en matta över en liten imperfection i däcka, den ska matta går över den, och du kan inte ens veta att imperfectionen är där,” förklarade Conrad. ”Men, om du går över en kliva, kan du berätta. Det finns antagligen en spänna av höjder som vi kan påverka i krökningen.”,

Han förutsäger att den ska upptäckten skapar ny aktivitet som annat grapheneforskareförsök att använda resultaten.

”Om du kan visa en fastaapparat, ska folket för en radda intresseras i detta,”, sade Conrad. ”Om detta fungerar på ett stort fjäll, kunde den barkassen en niche marknadsföra för snabba kick-drev elektroniska apparater.”,

Källa: http://www.gatech.edu/

Last Update: 19. November 2012 04:34

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