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.

24.05.2018Magneettisella diodilla pienempi hukkateho
23.05.2018Johdottoman lentävän hyönteisrobotin lentoonlähtö
22.05.2018Itserakentuva 3D-akku latautuisi sekunneissa
21.05.2018Joustava ja monitoiminen energian talteenotto
18.05.2018Pienempiä ja tehokkaampia radiotaajuusmuuntajia
17.05.2018Kemistit luovat nopeampaa ja tehokkaampaa tiedonkäsittelyä
15.05.2018Materiaalimuokkaus tehostaa aurinkokennoja
14.05.2018Kuinka käyttää kaistanleveyttä tehokkaammin?
11.05.2018Uudet materiaalit kestäville ja edullisille akuille
09.05.2018Atomisen ohuita magneettisia muistirakenteita

Siirry arkistoon »