Fremskridt gør reduceret grafenoxid-elektronik mulig

Forskere ved North Carolina State University har udviklet en teknik til at omdanne positivt ladet (p-type) reduceret grafenoxid (rGO) til negativt ladet (n-type) rGO, skabe et lagdelt materiale, der kan bruges til at udvikle rGO-baserede transistorer til brug i elektroniske enheder.

"Graphene er ekstremt ledende, men er ikke en halvleder; grafenoxid har en båndgap som en halvleder, men opfører sig slet ikke godt – så vi skabte rGO, " siger Jay Narayan, John C. Fan Distinguished Chair Professor i Materials Science and Engineering ved NC State og tilsvarende forfatter til et papir, der beskriver arbejdet. "Men rGO er p-type, og vi skulle finde en måde at lave n-type rGO på. Og nu har vi det til næste generation, todimensionelle elektroniske enheder."

Specifikt, Narayan og Anagh Bhaumik - en ph.d. studerende i sit laboratorium - demonstrerede to ting i dette studie. Først, de var i stand til at integrere rGO på safir- og siliciumskiver - på tværs af hele skiven.

Sekund, forskerne brugte kraftige laserimpulser til at forstyrre kemiske grupper med jævne mellemrum på tværs af waferen. Denne forstyrrelse flyttede elektroner fra en gruppe til en anden, effektivt at konvertere p-type rGO til n-type rGO. Hele processen udføres ved stuetemperatur og tryk ved hjælp af højeffekt nanosekund laserpulser, og afsluttes på mindre end en femtedel af et mikrosekund. Laserstrålingsudglødningen giver en høj grad af rumlig og dybdekontrol til at skabe de n-type områder, der er nødvendige for at skabe p-n-junction-baserede todimensionelle elektroniske enheder.

Slutresultatet er en wafer med et lag af n-type rGO på overfladen og et lag af p-type rGO nedenunder.

Dette er kritisk, fordi p-n krydset, hvor de to typer mødes, er det, der gør materialet nyttigt til transistor applikationer.

Papiret, "Konvertering af p til n-type reduceret grafenoxid ved laserudglødning ved stuetemperatur og tryk, " er offentliggjort i Journal of Applied Physics .