Kan grafen nanobånd erstatte silicium?

(PhysOrg.com) -- "Graphene har været genstand for intens fokus og forskning i et par år nu, ”Fortæller Philip Kim PhysOrg.com . "Der er forskere, der mener, at det er muligt, at grafen kan erstatte silicium som en halvleder i elektronik."

Kim er forsker ved Columbia University i New York City. Han har arbejdet sammen med Melinda Han og Juliana Brant for at forsøge at finde på en måde at gøre grafen til en mulig erstatning for silicium. Til det formål, de har set på måder at overvinde nogle af de problemer, der er forbundet med at bruge grafen som en halvleder i elektroniske enheder. De fremlagde nogle ideer til elektrontransport for grafen i Fysiske anmeldelsesbreve :"Elektrontransport i uordnede grafen nanobånd."

"Graphene har høj mobilitet, og mindre spredning end silicium. Teoretisk set, det er muligt at lave mindre strukturer, der er mere stabile på nanoniveau end dem, der er lavet af silicium, " siger Kim. Han påpeger, at efterhånden som elektronik fortsætter med at skrumpe i størrelse, interessen for at finde levedygtige alternativer til silicium vil sandsynligvis stige. Grafen er en god kandidat på grund af den høje elektronmobilitet det tilbyder, dens stabilitet i så lille skala, og muligheden for, at man kunne finde på forskellige enhedskoncepter til elektronik.

Der er problemer med grafen, selvom. "Først og fremmest, grafen har ikke et båndgab, og det er afgørende for drift af halvlederenheder, ”Påpeger Kim. "Tidligere vi fandt ud af, at du kan skabe et energigab ved at skære grafen i strimler, skabe nanobånd..” Selvfølgelig, nu hvor forskere kan bruge nanoribbons til at skabe et energigab, et nyt sæt udfordringer er opstået. "Kløften er ikke så enkel, som vi først troede. Vi har nye komplikationer at håndtere nu i den måde, energigabet opfører sig på."

Kim og hans kolleger opdagede, at nanobåndene har en ru kant, skabe mere spredning, end de ønsker. "Der er god kontrol op til nanometer, " han siger, "men kontrollen er ikke så præcis på atomniveau." Et andet problem er, at nanobåndene sidder på et underlag, tilføjer mere uorden. "Vores papir her handler mest om at identificere disse problemer, så vi bedre kan forstå, hvordan grafen nanobånd kan bruges i fremtiden, ” insisterer Kim. "Vi ønsker at forstå karakteren af ​​energigabet, så vi måske kan konstruere glattere atomare kanter og skabe et bedre substrat, der ikke inducerer uordenspotentiale."

Med viden om, hvordan man skaber et energigab med tilgængelige grafen nanobånd, og med nogle af egenskaberne ved hullet identificeret, det er muligt at begynde at foretage ændringer. "Jeg håber på, at vi i fremtiden måske kan bruge grafen til at konkurrere med silicium, ”Siger Kim. "Grafens høje mobilitet gør det til en god kandidat, og da det sandsynligvis vil være mere stabilt på nanoskalaen, der er reelt potentiale. Imidlertid, vi skal være i stand til at løse nogle af disse andre problemer først. Men vi er godt på vej.”

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omdistribueret helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.