Os Nanomaterials Graphene-Derivados Mostram a Promessa como Transistor da Próxima Geração Atômica Finamente

Published on July 31, 2008 at 11:11 PM

Os Físicos na Universidade da Pensilvânia caracterizaram um aspecto do comportamento do filme do graphene medindo a maneira que conduzisse a electricidade em uma carcaça. Este marco miliário avança a aplicação potencial do graphene, as ultra-finas, as folhas grossas que conduzem a electricidade mais rapidamente e mais eficientemente do que o silicone, o material actual do carbono do único-átomo da escolha para a fabricação do transistor.

A equipa de investigação, conduzida por A.T. Charlie Johnson, professor no Departamento de Física e de Astronomia em Penn, demonstrou que o potencial de superfície acima de um filme do graphene varia com a espessura do filme, no acordo quantitativo com as previsões de uma teoria não-linear de Thomas-Fermi da selecção do interlayer por portador de carga relativistic da baixa energia. O estudo aparece em linha nas Letras Nano do jornal e aparecerá na cópia na edição de Agosto.

O estudo de Johnson, “os Potenciais e as Distribuições de Carga De Superfície da Camada em Filmes de Graphene da Pouco-Camada,” esclarece experimental a interacção eletrônica entre uma carcaça de isolamento e filmes do graphene da pouco-camada, ou FLGs, o modelo padrão para transistor da próxima geração.

É mais prático desenvolver dispositivos de FLGs, um pouco do que materiais da único-camada. Para utilizar estes filmes, o graphene deve ser colocado em uma carcaça a ser functionalized como um transistor. Colocar o filme em uma carcaça causa uma interacção eletrônica entre os dois materiais de que transfira portadores a ou, ou “narcóticos,” o FLG.

O foco do estudo de Penn foi visado que compreende como estas cargas lubrificadas se distribuem entre as camadas diferentes de graphene. A distribuição destes cobra determina o comportamento de transistor do graphene e de outros circuitos, fazendo lhe um componente crítico para o planejamento do dispositivo. A equipe mediu o potencial de superfície do material determinar como estas cargas lubrificadas foram distribuídas ao longo do transistor, assim como como o potencial de superfície do transistor variou com o número de camadas de graphene empregadas.

Usando medidas da microscopia da força electrostática, a equipe caracterizou o potencial de superfície do filme do graphene e encontrou-o para ser dependente da espessura das camadas do graphene. Mais grossas as tiras do carbono, mais alto o potencial de superfície eletrônico, com o potencial de superfície que aproxima seu limite para os filmes que eram cinco ou o mais cobre densamente. Este comportamento é desigual que encontrado para os metais ou os semicondutores convencionais que teriam, respectivamente, uns comprimentos de selecção muito mais curtos ou mais longos.

As medidas potenciais de superfície eram em conformidade com uma teoria desenvolvida pelo professor de Penn e pelo físico Eugene Mele. A teoria faz uma aproximação importante, tratando interacções electrostáticas no filme mas negligenciando a escavação de um túnel mecânica do quantum entre camadas vizinhas. Isto permite que o modelo seja resolvido analìticamente para o potencial da distribuição e da superfície de carga.

Quando o trabalho teórico prévio considerou o efeito de uma carcaça na estrutura eletrônica de FLG, poucas experiências têm sondado directamente a interacção da graphene-carcaça. A compreensão Quantitativa da troca de carga na relação e da distribuição espacial dos portador de carga resultantes é uma entrada crítica ao projecto do dispositivo.

os nanomaterials Graphene-Derivados são uma família prometedora das estruturas para a aplicação como transistor atômica finos, sensores e outros dispositivos nanoelectronic. Estas folhas do favo de mel de sp2 - os átomos de carbono e as folhas ligados do graphene rolaram nos cilindros moleculars compartilham de um grupo de propriedades eletrônicas que fazem lhes o ideal para o uso no nanoelectronics: tipo e densidade ajustável do portador, mobilidade de portador excepcionalmente alta e controle estrutural de suas estruturas de faixa eletrônica. Uma vantagem significativa do graphene é sua dois-extensibilidade, fazendo a compatível com arquiteturas planares existentes do dispositivo. O desafio está realizando o potencial destes materiais fabricando e isolando os em carcaças.

O estudo foi executado por Sujit S. Datta e Mele do Departamento de Física e Astronomia na Escola das Artes e Ciências em Penn assim como em Douglas R. Strachan do Departamento de Física e de Astronomia e igualmente do Departamento da Ciência e da Engenharia de Materiais dentro da Escola de Penn da Engenharia e de Ciência Aplicada.

O estudo foi financiado Centro Nano/Bio de Penn da Relação com o National Science Foundation, o Escritório da Pesquisa do Exército e o Ministério de Energia.

Last Update: 14. January 2012 18:48

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