Lagdelt grafen sandwich til næste generations elektronik

Sammenlægning af lag af grafen med hvid grafen kunne producere designermaterialer, der er i stand til at skabe højfrekvente elektroniske enheder, Det har forskere fra University of Manchester fundet.

Skriver ind Natur nanoteknologi , forskerne har demonstreret, hvordan en kombination af de todimensionelle materialer i en stak kunne skabe perfekte krystaller, der kan bruges i næste generations transistorer.

Hexagonalt bornitrid (hBN), ellers kendt som hvid grafen, er en af ​​en familie af todimensionelle materialer, der blev opdaget i kølvandet på isolationen af ​​grafen på universitetet i 2004. Manchester-forskere har tidligere demonstreret, hvordan man kombinerer 2D-materialer, i stakke kaldet heterostrukturer, kan føre til materialer, der kan designes til at opfylde industrielle krav.

Nu, for første gang, holdet har demonstreret, at heterostrukturernes elektroniske adfærd kan ændres enormt ved præcist at kontrollere orienteringen af ​​de krystallinske lag i stakkene.

Forskerne, ledet af University of Manchesters nobelpristager Sir Kostya Novoselov, omhyggeligt justerede to grafenelektroder adskilt af hBN og opdagede, at der var en bevarelse af elektronenergi og momentum.

Resultaterne kunne bane vejen for enheder med ultrahøje frekvenser, såsom elektroniske eller fotovoltaiske sensorer.

Forskningen blev udført med forskere fra Lancaster og Nottingham Universiteter i Storbritannien, og kolleger i Rusland, Seoul og Japan.

Professor Laurence Eaves, en fælles akademiker fra universiteterne i Manchester og Nottingham, sagde:""Denne forskning stammer fra en smuk kombination af klassiske bevægelseslove og elektronernes kvantebølgenatur, som sætter dem i stand til at flyde gennem barrierer.

"Vi er optimistiske om, at yderligere forbedringer af enhedsdesignet vil føre til anvendelser inden for højfrekvent elektronik."

Professor Vladimir Falko, fra Lancaster University, tilføjet:"Vores observation af tunneling og negativ differentiel ledningsevne i enheder lavet af multilag af grafen og sekskantet bornitrid viser potentiale, som dette system har til elektronikapplikationer.

"Det er nu op til materialeavlere at finde måder at producere sådanne flerlagssystemer ved hjælp af vækstteknikker snarere end mekanisk overførselsmetode, der bruges i dette arbejde."