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.

Aiheesta aiemmin:

Uudenlainen grafeenitransistori

21.10.2019Japanissa kokeiltiin petabitin verkkoyhteyksiä
18.10.2019Suprajohtavuutta moduloiden
17.10.2019Spin- ja varausvirran hallintaa
16.10.2019Spektrometriaa sirupiirillä
15.10.2019Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle
14.10.2019Löytö energiatehokkaalle elektroniikalle
11.10.2019Pikotiedettä ja uusia materiaaleja
10.10.2019Lomittumista 50 kilometrissä valokuitua
09.10.2019Koneoppiminen etsii uusia materiaaleja
08.10.2019Parhaat kahdesta maailmasta: Magnetismi ja Weyl -puolimetallit

Siirry arkistoon »