Grafeeni lähemmäksi transistorisovelluksia

07.09.2017

AMES-grafeeni-lahemmaksi-transistori-sovelluksia-300.jpgYhdysvaltain energiaministeriön Ames-laboratorion tutkijat pystyivät onnistuneesti manipuloimaan grafeenin elektronista rakennetta, tavalla joka voi mahdollistaa grafeenitransistorien valmistuksen.

Tutkijat pystyivät laskemaan teoreettisesti mekanismin, jolla grafeenin elektronista kaistarakennetta voitaisiin muokata metalliatomeilla. Työ ohjaa kokeellisesti vaikutuksen käyttöä grafeenin kerroksissa harvinaisten maametallien ioneilla, jotka ovat interkalatoitu grafeenin ja piikarbidisubstraatin väliin. Koska metalliatomit ovat magneettisia, lisäykset voivat myös muuttaa grafeenia sopivaksi spintroniikan käytettäväksi.

Kyvyttömyys hallita tai virittää grafeenin ominaisuuksia kuten erityisesti kaistaeroa on estänyt sen käytännöllistä soveltamista esimerkiksi transistoreina.

Tutkijat osoittivat, että metallilla interkalatoidulla grafeenilla on viritettävät kaistarakenteet ja siksi menetelmä on elinkelpoinen epitaksiaalisen grafeenin elektronisen kaistarakenteen manipuloimiseksi.

Aalto-yliopiston, Utrechtin yliopiston ja Delftin teknillisen yliopiston tutkijat ovat puolestaan onnistuneet valmistamaan grafeenirakenteita atomin tarkkuudella eli he ovat löytäneet kemiallisen reitin grafeenielektroniikan kehittämiseksi.

Grafeenin sähköisiä ominaisuuksia voidaan hallita syntetisoimalla siitä kapeita grafeeni-nanonauhoja. Tiedetään, että näiden nauhojen sähköiset ominaisuudet riippuvat siitä, kuinka monen atomin levyinen se on. Viiden atomin levyisenä nauha on hyvin johtava sähkönjohdin, mutta kahden atomin lisääminen tekee siitä puolijohteen.

AMES-Aalto-grafeeni-lahemmaksi-transistori-sovelluksia-300-t.jpg”Pystyimme saumattomasti liittämään seitsemän atomin levyisen nauhan viiden atomin levyiseen. Näin syntyi puolijohde-metalli-liitos, joka on elektronisten komponenttien peruspalanen”, sanoo Ingmar Swart Utrechtin yliopistosta.

Tutkijat valmistivat grafeenirakenteet kemiallisen reaktion avulla. ”Tämä on erilainen metodi kuin se, mitä tällä hetkellä hyödynnetään elektronisten komponenttien valmistuksessa. Grafeenin kanssa on olennaista, että rakenne pystytään valmistamaan atomin tarkkuudella, joten on luultavaa, että kemiallinen reitti on ainoa tehokas tapa”, Ingmar Swart korostaa.

19.01.2018Virran suunnan vaihto valolla
18.01.2018Kvanttitekniikkaa viestintään ja anturointiin merivesissä
17.01.2018Atomistoreita ja memristoreita
15.01.2018Magneettinen monopoli havaittu
12.01.2018Kubitteja kuluttajille?
11.01.2018Nanomateriaaleja polttokennojen katodeille
10.01.2018Elektronien kvanttivalssi
08.01.2018Postimerkkimäinen suojaustunniste
05.01.2018Uusia materiaaleja elektroniikalle
04.01.2018Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »