Nanoscale 地勢可能幫助預先的高速 Graphene 電子

Published on November 19, 2012 at 3:55 AM

通過製造在毫微米縮放比例 「步驟」上面的 graphene 結構被銘刻到碳化硅,研究員在材料第一次創建了大量的電子 bandgap 適用於室溫電子。

這 是 18 毫微米深深 (AFM)被石墨化的溝槽的透視圖基本強制顯微鏡視圖。 赊帳: 禮貌喬治亞技術

對 nanoscale 地勢的使用控制 graphene 屬性能實現晶體管和其他設備,可能地打開開發的全碳集成電路的生產門。

研究員評定了大約在 1.4 毫微米 graphene nanoribbons 的彎曲的部分的 0.5 電子伏特 bandgap。 發展可能提供新的方向給 graphene 電子的域,與創建 bandgap 的挑戰奮鬥了必要為電子設備的運算。

「這是一種新的思維方式如何做高速 graphene 電子」,在物理學校在喬治亞技術研究所的一位教授說愛德華康列得。 「我們可以嚴重現在注視著做快速晶體管由 graphene。 并且,因為我們的進程是可升級的,如果我們可以做一支晶體管,我們可以可能地做百萬他們」。

預定發現報告在日記帳本質物理的 11月 18日。 這個研究,完成在喬治亞技術研究所在亞特蘭大和在 SOLEIL,法國國家同步加速器設備,由 National Science Foundation 材料研究科學和工程中心 (MRSEC) 支持在喬治亞技術、 W.M. Keck Foundation 和從法國的使館的合作夥伴大學資金。

研究員不知道 graphene nanoribbons 為什麼變得半導體,當他們彎曲輸入微小的步驟 - 大約深深 20 毫微米 - 被削減成碳化硅薄酥餅。 但是研究員相信作為碳格子彎導致的張力,以及電子的分娩,可能是創建 bandgap 的系數。 nanoribbons 由 graphene 二層組成。

半導體的 graphene 結構的生產從使用 e 射線開始剪切溝槽成碳化硅薄酥餅,通常被擦亮創建外延 graphene 增長的一個平面。 使用石版影印,使用一個高溫熔爐,數萬條 graphene 絲帶在步驟間然後增長。

在增長期間,當材料嘗試收復其平面, 「溝槽」剪切銳邊成碳化硅變得更加平穩。 必須仔細控制因此增長時間防止縮小的碳化硅功能太多熔化。

graphene 製造一定也是受控的沿一個特定方向,以便碳原子格子增長到沿材料的 「扶手椅子」方向的步驟。 「它是像設法彎曲鏈子連結範圍的長度」,康列得解釋了。 「它只要彎曲一種方式」。

新的技術可能地也允許一 bandgap 的不僅創建在材料的,但是生產從 graphene 的整個集成電路,不用對引入阻力的界面的需要。 在 graphene 的半導體的部分的每一邊, nanoribbons 保留他們的金屬屬性。

「我們可以做千位這些溝槽,并且我們可以做他們任何地方我們在這個薄酥餅希望」,康列得說。 「這比半導體的 graphene 是更多。 在彎的材料半導體,并且它不斷地附有了 graphene 在兩邊。 它基本上是 Shottky 障礙連接點」。

通過生長在這個溝槽的一個邊緣下的 graphene 然後另一個端,研究員在原理產物可能二個被連接的 Shottky 障礙 - 半導體設備一個根本要素。 康列得和他的同事現在工作製造在他們的發現基礎上的晶體管。

bandgap 的確認來自角度解決的光射分光學評定做在同步加速器 CNRS 在法國。 在那裡,研究員射擊了強大的光子束到 graphene nanoribbons 的一些并且評定了散發的電子。

「您能評定出來和您能評定方向他們來自」,說康列得電子的能源。 「從該信息,您能向後工作獲得關於 nanoribbons 的電子結構的信息」。

理論家預計彎曲的 graphene 在材料將創建一 bandgap。 但是研究小組評定的 bandgap 大於什麼預測。

在大廈晶體管和其他設備之外,在未來工作研究員將嘗試瞭解更多關於什麼創建 bandgap - 和如何控制它。 這個屬性可能由彎的角度在 graphene nanoribbon 的控制,可以通過修改這個步驟的深度控制。

「如果您設法放置在一個小的缺點的一張地毯在這個樓層,地毯將去在它,并且您不可以甚而知道這個缺點在那裡」,康列得解釋了。 「但是,如果您去在步驟,您能知道。 很可能有我們可以影響這個彎高度的範圍」。

他預計發現將創建新的活動,其他 graphene 研究員嘗試使用結果。

「如果您能展示一個快速設備,很多人員將是對此感興趣」,康列得說。 「如果這大規模地運作,它可能生成高速,大功率的電子設備的小生境市場」。

來源: http://www.gatech.edu/

Last Update: 19. November 2012 04:30

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