استعراض
السويسري المختبر الوطني الاتحادي للاختبارات والمواد (إمبا) وألمانيا ومعهد الولايات المتحدة بلانك، جامعة كاليفورنيا، بيركلي الباحثين للتعاون، لإنشاء الترانزستورات نانومتر من أنتجت nanoribbons الجرافين جعلت منه فقط عرض عدد قليل من الذرات.
الكلمة
الجرافين الإلكترون الترانزستور
خلفية
الجرافين هو أداء جيد جدا من المواد ثنائية الأبعاد، هيكل العسل وجود طبقة واحدة من ذرات الكربون. كان مليون واحد فقط من سمك شعرة الإنسان في القطر، ولكن قوة أفضل بمئة مرة من الفولاذ، ولكن الموصلية من النحاس، وهي مناسبة جدا للأجهزة الإلكترونية.
الجرافين هو مادة موصلة، ولكن يمكن أيضا أن تصبح قطاع أشباه الموصلات النانو. وهذا يعني أن الفجوة كبيرة بما فيه الكفاية الفرقة الطاقة أو التي لا الدول الإلكترون يمكن أن توجد: يمكن فتحه أو إغلاقه، لجعله عنصرا أساسيا من الترانزستورات أنابيب.
ابتكار
هذا يبدو قليلا وكأنه حلم للمستقبل، على أساس النانو الكربونية الترانزستور سوف تصبح حقيقة واقعة في السنوات القليلة المقبلة. السويسري المختبر الوطني الاتحادي للباحثين اختبار والمواد (إمبا) وتقع في ماينز، أجرت ألمانيا معهد ماكس بلانك لأبحاث البوليمرات في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، يتعاون الباحثون إلى إنشاء فرقة النانو الجرافين جعل nanotransistor، عرض منها سوى عدد قليل من الذرات.
(المصدر: إمبا)
تكنولوجيا
الجرافين أنتجت nanoribbons أدق تفاصيل التركيب الذري والطاقة حجم الفرقة لعناصر الترانزستور ودرجة مناسبة من أنتجت nanoribbons، كان له تأثير هائل. من جهة، والفرقة الطاقة العرض يعتمد على شرائط الجرافين العرض، ومن ناحية أخرى أن ذلك يعتمد على هيكل من الحافة. منذ السداسي متساوي الأضلاع الجرافين من الكربون، وحافة تظهر على شكل Z، أو كرسي، وهذا يتوقف على اتجاه الحزام. وبعد فإن الفرقة حافة على شكل Z يكون مثل كمعدن موصل، كرسي وجود شكل الفرقة يصبح أشباه الموصلات.
وأدى هذا إنتاج أنتجت nanoribbons تحديا كبيرا: إذا أنتجت nanoribbons من طبقة الجرافين عن طريق خفض القص، أو التي تنتجها طبقة القص من الأنابيب النانوية، هذه الحواف سوف يكون غير منتظم، بحيث أنتجت nanoribbons الجرافين لا يمكن أن نفترض أن لدينا الخصائص الكهربية المطلوبة.
الآن، وقد نمت بنجاح العلماء سوى 9 ذرات عرض الفرقة، على كرسي له شكل منتظم من الحافة. لهذا الغرض، أعدت مسبقا فائقة الجزيئية تتركز في الخلاء. بعد عدة خطوات، مثل اللغز الذي، جنبا إلى جنب على ركيزة الذهب لتشكيل أنتجت nanoribbons المطلوب. عرض 1 فقط أنتجت nanoribbons نانومتر، وطولها 50 نانومتر.
(المصدر: إمبا)
قبل هذه الهياكل يمكن أن يرى إلا بالمجهر المسح النفقي، يصبح من أكبر نسبيا، والأهم من ذلك، يمكن محددة بدقة العرض، الأمر الذي يجعل الباحثين لا تزال كذلك، مع دمجها في الجرافين نانو الترانزستورات. ومع ذلك، كان بداية المحاولة الأولى لم تكن ناجحة جدا: القياسات تبين أن الخلافات الحالية بين "على" (الجهد التطبيقي) للدولة و "إيقاف" (أي الجهد) دولة صغيرة جدا. هي المشكلة بسبب طبقة عازلة ثاني أكسيد السيليكون، وربط كهربائيا طبقة أشباه الموصلات للتسبب في الاتصالات التبديل. من أجل الحصول على الخصائص المرغوبة، هو مطلوب منها لتحقيق سماكة 50 نانومتر، وبالتالي التأثير على سلوك الإلكترونية المقابلة.
ومع ذلك، الباحثون بعد ذلك باستخدام أكسيد الهافنيوم (الوقود الثقيل 2) كمادة عازلة، والسيليكا استبداله بنجاح خفضت بشكل كبير هذه الطبقة. وهكذا، وسمك هذه الطبقة ليست سوى 1.5 نانومتر، والتيار "على" دولة هو زيادة عدة مرات.
(المصدر: مرجع [2])
مشكلة أخرى هي: الترانزستور أنتجت nanoribbons الجرافين يدمج. بعد ذلك، على الترانزستور الركيزة الجرافين nanoribbon، يسلك أي نوع الصليب، ولكن الانحياز على وجه التحديد على طول قناة الترانزستور. وهذا سوف يقلل بشكل كبير من مستوى عال الحالي من الترانزستورات أنابيب غير وظيفية.
قيمة
الجرافين nanoribbon له خصائص كهربائية فريدة من نوعها، وجعل منه مرشحا للالكترونيات النانو مستقبل واعد جدا.
وبالإضافة إلى ذلك، تمثل هذه الدراسة أيضا انطلاقة لخصائص الالكترونيات الجرافين والبحوث أشباه الموصلات، وخاصة في استخدام الجرافين لجعل الترانزستور، وأكثر ملاءمة لتطوير مكونات أشباه الموصلات مع الجرافين.
المواد المرجعية
[1] https://www.empa.ch/web/s604/nanoribbons
[2] خوان بابلو يناس، أندرو Fairbrother، غابرييلا بورين بارين، وو شي، Kyunghoon لي، شوانغ وو، بيونغ يونغ تشوي، روهيت براجانزا، الأردن لير، نيكولاس كاو، Wonwoo تشوي، تشن تشن، الزهراء Pedramrazi، تيم Dumslaff، Akimitsu ناريتا ، Xinliang فنغ، كلاوس مولن، فيليكس فيشر، ألكس زيتل، باسكال Ruffieux، إيلي يابلونوفيتش، مايكل Crommie والرومانية Fasel، جيفري بوكور. قناة قصيرة الترانزستورات مجال التأثير مع 9 ذرة و 13 ذرة أنتجت nanoribbons الجرافين واسعة . طبيعة الاتصالات، 2017 (8)؛ (1) دوى: 10.1038 / s41467-017-00734-X
تكنولوجيات أكثر المتطورة والمنتجات المبتكرة، ويرجى الانتباه إلى قناة الدقيقة عدد الجمهور: IntelligentThings، أو الاتصال الحرف الصغير المؤلف: JohnZh1984
