Hvid grafen til undsætning:Sekskantede bornitridplader kan hjælpe grafen med at erstatte silicium

Det, forskerne kan kalde "hvid grafen", kan være den perfekte sidemand til den ægte vare, efterhånden som en ny æra udfolder sig inden for nanoskalaelektronik.

Men enkeltatom-tykke lag af hexagonalt bornitrid (h-BN), materialet under intens undersøgelse på Rice University's verdensklasse afdeling for maskinteknik og materialevidenskab, vil sandsynligvis også finde nogle makroapplikationer.

Forskere i laboratoriet hos Pulickel Ajayan, Rice's Benjamin M. og Mary Greenwood Anderson professor i maskinteknik og materialevidenskab og i kemi, har fundet ud af, hvordan man laver ark af h-BN, som kunne vise sig at være det komplementære æble til grafens appelsin.

Resultaterne blev rapporteret i sidste uge i online-tidsskriftet Nano bogstaver .

grafen, udråbt som en mulig efterfølger til silicium i mikroelektronikapplikationer, er den nye darling af forskningslaboratorier, der håber at drage fordel af dens fremragende elektroniske egenskaber.

Sekskantet bornitrid, på den anden side, er en isolator. Tidligere i år, Ris postdoktorale forskere i Ajayans gruppe fandt en måde at implantere øer af h-BN i ark af grafen, en unik måde at udøve et niveau af kontrol over arkets elektroniske karakter.

Nu holdet, ledet af den primære forfatter Li Song, har fundet ud af, hvordan man deponerer ark af ren h-BN, som er naturligt hvid i bulkform, hvor som helst fra et til fem atomer tykt på et kobbersubstrat. Materialet kan derefter overføres til andre underlag.

De brugte en kemisk dampaflejringsproces til at dyrke h-BN-pladerne på en 5 x 5 centimeter kobberbagside ved temperaturer omkring 1, 000 grader Celsius. Arkene kunne derefter fjernes fra kobberet og placeres på en række forskellige underlag.

Ultimativt, Song ser, at h-BN-plader finder bred anvendelse som en yderst effektiv isolator i grafenbaseret elektronik, endnu et skridt på den hurtige march mod udskiftning af silicium med materialer, der kunne skubbe ud over grænserne for Moores lov, som angiver antallet af transistorer, der kan placeres på et integreret kredsløb, fordobles cirka hvert andet år.

Han sagde, at det også burde være muligt at tegne mikroskopiske mønstre af grafen og h-BN, som kunne være nyttige til at skabe nanoskala felteffekttransistorer, kvantekondensatorer eller biosensorer.

Styrkeforsøg med spidsen af ​​et atomkraftmikroskop til at skubbe h-BN ind i huller i et siliciumsubstrat viste, at det var meget elastisk og næsten lige så stærkt som grafen, enkeltatomet form af rent kulstof.

Song sagde, at størrelsen af ​​h-BN-plader kun er begrænset af størrelsen af ​​kobberfolien og ovnen, der bruges til at dyrke det. Processen bør kunne tilpasses til den samme slags rulle-til-rulle-teknik, der for nylig blev brugt til at danne 30-tommer ark af grafen. "Hvis du har en stor ovn, du kan blive stor, " han sagde.