Et nyt skridt i retning af at bruge grafen i elektroniske applikationer

Et team fra University of Berkeley og Center for Materials Physics (CSIC-UPV/EHU) har formået, med atompræcision, at oprette nanostrukturer, der kombinerer grafenbånd i forskellige bredder. Værket udgives i det prestigefyldte tidsskrift Naturnanoteknologi .

Få materialer har fået så meget opmærksomhed fra den videnskabelige verden eller har rejst så mange forhåbninger med henblik på deres potentielle implementering i nye applikationer, som grafen har. Dette skyldes i høj grad dets overlegne egenskaber:det er det tyndeste materiale, der findes, næsten gennemsigtig, Den stærkeste, den stiveste og samtidig den mest strækbare, den bedste termiske leder, den med den højeste iboende ladningsbærermobilitet, plus mange flere fascinerende funktioner. Specifikt, dets elektroniske egenskaber kan variere enormt gennem dens indeslutning inde i nanostrukturerede systemer, for eksempel. Derfor dukker bånd eller rækker af grafen med nanometriske bredder op som enormt interessante elektroniske komponenter. På den anden side, på grund af den store variation i elektroniske egenskaber ved minimale ændringer i strukturen af ​​disse nanoribbons, nøjagtig kontrol på atomniveau er et uundværligt krav for at få mest muligt ud af deres potentiale.

De litografiske teknikker, der anvendes i konventionel nanoteknologi, har endnu ikke en sådan opløsning og præcision. I år 2010, imidlertid, der blev fundet en måde at syntetisere nanoribbons med atompræcision ved hjælp af den såkaldte molekylære selvsamling. Molekyler designet til dette formål aflejres på en overflade på en sådan måde, at de reagerer med hinanden og giver anledning til perfekt specificerede grafen -nanoribbons ved hjælp af en stærkt reproducerbar proces og uden anden ekstern formidling end opvarmning til den krævede temperatur. I 2013 et team af forskere fra University of Berkeley og Center for Materials Physics (CFM), et blandet CSIC (Spanish National Research Council) og UPV/EHU (University of the Basker Country) center, udvidede netop dette koncept til nye molekyler, der dannede bredere grafen -nanoribbons og derfor med nye elektroniske egenskaber. Den samme gruppe har nu formået at gå et skridt videre ved at oprette, gennem denne selvsamling, heterostrukturer, der blander segmenter af grafen -nanoribbons af to forskellige bredder.

Dannelsen af ​​heterostrukturer med forskellige materialer har været et begreb, der er meget udbredt inden for elektronisk teknik og har gjort det muligt at gøre store fremskridt inden for konventionel elektronik. "Vi har nu formået for første gang at danne heterostrukturer af grafen -nanoribbons, der modulerer deres bredde på et molekylært niveau med atompræcision. Hvad mere er, deres efterfølgende karakterisering ved hjælp af scanning af tunnelmikroskopi og spektroskopi, suppleret med første principper teoretiske beregninger, har vist, at det giver anledning til et system med meget interessante elektroniske egenskaber, som omfatter, for eksempel, oprettelsen af ​​de såkaldte kvantebrønde, "påpegede videnskabsmanden Dimas de Oteyza, der har deltaget i dette projekt. Dette arbejde, hvis resultater offentliggøres i denne uge i det prestigefyldte tidsskrift Naturnanoteknologi , udgør derfor en betydelig succes i retning af den ønskede implementering af grafen i kommercielle elektroniske applikationer.

Dr. Dimas G. de Oteyza, der tidligere var i Berkeley og ved CFM, arbejder i øjeblikket på Donostia International Physics Center (DIPC) som stipendiat Gipuzkoa. Fellows Gipuzkoa -programmet, finansieret af det chartrede provinsråd i Gipuzkoa, er faktisk dedikeret til at bringe unge forskere tilbage med solid postdoc-uddannelse i internationalt prestigefyldte grupper og centre, ved at tilbyde dem en platform for reinkorporering gennem kontrakter med en varighed på op til fem år, hvilket gør dem i stand til at konkurrere på de bedste betingelser for at få fastansatte stillinger som forskere i vores land.