Транзисторы можно делать из графена

Исследователи из Политехнического университета Ренсселаера создали новый способ обработки графена, разрешающий в возможности массово создавать графеновые транзисторы. Американские ученые посредством простой воды сейчас смогут создавать и настраивать ширину запрещенной территории в графене. Это один из главных этапов конструирования транзисторов, каковые являются главным компонентом современной электроники.

Создание графенового транзистора, пригодного к массовому производству, совершит настоящую революцию в электротехнике.

Ширина запрещенной территории во многом определяет характеристики электропроводимости полупроводника. В соответствии с зонной теории строения жёсткого тела любой кристалл имеет пара территорий. Совокупность энергетических уровней, занятых электронами, образовывает валентную территорию. Территорией проводимости именуют энергетические уровни, незаполненные электронами. Между территориями движутся электроны.

Расстояние между этими территориями именуют шириной запрещенной территории, по сути это минимальная энергия, нужная для перехода электрона из валентной территории в зону проводимости. Ширина запрещенной территории определяет ответственные параметры полупроводника, к примеру, энергию испускаемых фотонов в полупроводниковых лазерах и светодиодах.

Опытный образец демонстрирует регулируемый уровень проводимости

Ученые подвергли пленку графена действию влажности и смогли создать запрещенную территорию. Адсорбцией нужного количества жидкости на одной из сторон материала возможно регулировать ширину территории в широких пределах: от 0 электронвольт в вакууме до 0,2 электронвольт при повышенной влажности. Новая разработка не требует каких-либо сложных инженерных сооружений либо модификации графена – нужна лишь емкость, в которой возможно регулировать влажность.

«Графен ценится за его неповторимые механические особенности. Но сделать из него транзистор не получается, поскольку графен имеет нулевую запрещенную территорию, – растолковывает доктор наук Никхил Кораткар (Nikhil Koratkar). – Нам удалось отыскать довольно несложный метод создания в графене запрещенной территории. До создания нанотранзистора из чистого графена – один ход».

В собственном естественном состоянии графен имеет необычную структуру без запрещенной территории. Он ведет себя как металл и превосходно проводит ток. Диэлектрики напротив имеют громадную ширину запрещенной территории, что не дает электронам вольно перемещаться. Полупроводник может функционировать и как проводник и как диэлектрик.

Полупроводник имеет узкую запрещенную территорию и под действием электрического поля электроны смогут «перепрыгивать» из валентной территории в зону проводимости. Свойство скоро переключаться между двумя состояниями («вкл» и «выкл») – это незаменимое уровень качества полупроводников, которое определяет все методы работы современных сложных электронных устройств. Так, запрещенная территория, по сути, лежит в базе любого полупроводникового прибора: от мобильного телефона, до суперкомпьютера.

Симметричная решетка графена – основная обстоятельство отсутствия в нем запрещенной территории. Ученые нарушили эту симметрию методом связывания молекул на одной из сторон графена. На протяжении простого процесса выращивания графена на поверхности диоксида кремния, графен подвергли действию контролируемой влажности.

В следствии молекулы воды адсорбировались на наружной стороне графена, а сторона, обращенная к диоксиду кремния, осталось в собственном естественном состоянии. В следствии симметрия нарушилась и показалась запрещенная территория.

Случайные записи:

• Японские физики синтезировали 113-й элемент таблицы менделеева
• Влияние многочастичных эффектов на ширину запрещённой зоны в углеродных нанотрубках

Неожиданные применения графена. Выпуск 29 | Чуть-Чуть о Науке

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Новое удивительное свойство графена: им можно гнать спирт

  Графен может оказаться самым большим недавним открытием ученых. Слои углерода толщиной один атом – это самые узкий узнаваемый науке материал во…

• Хлор упрощает создание графенового транзистора

  Группа исследователей из америки сказала о разработке нового метода легирования графена акцепторной примесью. Изюминкой предложенного способа есть то,…

• «Молекулу» вигнера можно обнаружить в углеродных нанотрубках

  Совместная исследовательская группа из Израиля, США и Италии говорит, что ей удалось замечать так именуемую молекулу Вигнера в ультрачистых углеродных…

• Транзистор из углеродной нанотрубки обеспечит взаимодействие человека и машины

  Ученые сконструировали гибридный бионаноэлектронный транзистор, что питается от молекулы АТФ, либо аденозинтрифосфата, источника энергии живых клеток….