Nanoscale 地势可能帮助预先的高速 Graphene 电子

Published on November 19, 2012 at 3:55 AM

通过制造在毫微米缩放比例 “步骤”上面的 graphene 结构被铭刻到碳化硅,研究员在材料第一次创建了大量的电子 bandgap 适用于室温电子。

这 是 18 毫微米深深 (AFM)被石墨化的沟槽的透视图基本强制显微镜视图。 赊帐: 礼貌乔治亚技术

对 nanoscale 地势的使用控制 graphene 属性能实现晶体管和其他设备,可能地打开开发的全碳集成电路的生产门。

研究员评定了大约在 1.4 毫微米 graphene nanoribbons 的弯曲的部分的 0.5 电子伏特 bandgap。 发展可能提供新的方向给 graphene 电子的域,与创建 bandgap 的挑战奋斗了必要为电子设备的运算。

“这是一种新的思维方式如何做高速 graphene 电子”,在物理学校在乔治亚技术研究所的一位教授说爱德华康列得。 “我们可以严重现在注视着做快速晶体管由 graphene。 并且,因为我们的进程是可升级的,如果我们可以做一支晶体管,我们可以可能地做百万他们”。

预定发现报告在日记帐本质物理的 11月 18日。 这个研究,完成在乔治亚技术研究所在亚特兰大和在 SOLEIL,法国国家同步加速器设备,由 National Science Foundation 材料研究科学和工程中心 (MRSEC) 支持在乔治亚技术、 W.M. Keck Foundation 和从法国的使馆的合作伙伴大学资金。

研究员不知道 graphene nanoribbons 为什么变得半导体,当他们弯曲输入微小的步骤 - 大约深深 20 毫微米 - 被削减成碳化硅薄酥饼。 但是研究员相信作为碳格子弯导致的张力,以及电子的分娩,可能是创建 bandgap 的系数。 nanoribbons 由 graphene 二层组成。

半导体的 graphene 结构的生产从使用 e 射线开始剪切沟槽成碳化硅薄酥饼,通常被擦亮创建外延 graphene 增长的一个平面。 使用石版影印,使用一个高温熔炉,数万条 graphene 丝带在步骤间然后增长。

在增长期间,当材料尝试收复其平面, “沟槽”剪切锐边成碳化硅变得更加平稳。 必须仔细控制因此增长时间防止缩小的碳化硅功能太多熔化。

graphene 制造一定也是受控的沿一个特定方向,以便碳原子格子增长到沿材料的 “扶手椅子”方向的步骤。 “它是象设法弯曲链子连结范围的长度”,康列得解释了。 “它只要弯曲一种方式”。

新的技术可能地也允许一 bandgap 的不仅创建在材料的,但是生产从 graphene 的整个集成电路,不用对引入阻力的界面的需要。 在 graphene 的半导体的部分的每一边, nanoribbons 保留他们的金属属性。

“我们可以做千位这些沟槽,并且我们可以做他们任何地方我们在这个薄酥饼希望”,康列得说。 “这比半导体的 graphene 是更多。 在弯的材料半导体,并且它不断地附有了 graphene 在两边。 它基本上是 Shottky 障碍连接点”。

通过生长在这个沟槽的一个边缘下的 graphene 然后另一个端,研究员在原理产物可能二个被连接的 Shottky 障碍 - 半导体设备一个根本要素。 康列得和他的同事现在工作制造在他们的发现基础上的晶体管。

bandgap 的确认来自角度解决的光射分光学评定做在同步加速器 CNRS 在法国。 在那里,研究员射击了强大的光子束到 graphene nanoribbons 的一些并且评定了散发的电子。

“您能评定出来和您能评定方向他们来自”,说康列得电子的能源。 “从该信息,您能向后工作获得关于 nanoribbons 的电子结构的信息”。

理论家预计弯曲的 graphene 在材料将创建一 bandgap。 但是研究小组评定的 bandgap 大于什么预测。

在大厦晶体管和其他设备之外,在未来工作研究员将尝试了解更多关于什么创建 bandgap - 和如何控制它。 这个属性可能由弯的角度在 graphene nanoribbon 的控制,可以通过修改这个步骤的深度控制。

“如果您设法放置在一个小的缺点的一张地毯在这个楼层,地毯将去在它,并且您不可以甚而知道这个缺点在那里”,康列得解释了。 “但是,如果您去在步骤,您能知道。 很可能有我们可以影响这个弯高度的范围”。

他预计发现将创建新的活动,其他 graphene 研究员尝试使用结果。

“如果您能展示一个快速设备,很多人员将是对此感兴趣”,康列得说。 “如果这大规模地运作,它可能生成高速,大功率的电子设备的小生境市场”。

来源: http://www.gatech.edu/

Last Update: 19. November 2012 04:30

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