Физики научились создавать пригодные для наноэлектроники ленты из графена

Физики разработали новый способ получения нанолент из графена с гладкими краями и заданными энергетическими характеристиками, что делает их пригодными для создания электронных приборов нового поколения. До сих пор ученым удавалось получать ленты только с неровными краями, которые заметно снижали их проводящие свойства.

Физики разработали новый способ получения графеновых нанолент с гладкими краями и заданными энергетическими характеристиками, что делает их пригодными для создания электронных приборов нового поколения. Работа исследователей опубликована в журнале Nature. Коротко о ней пишет портал Physics World.

Графен — моноатомный слой углерода, обладающий необычными электронными и механическим свойствами. Он был создан в 2004 году. Ученые считают графен перспективным материалом для разработки электронных приборов наноразмера, которые в будущем могут «потеснить» традиционные полупроводниковые приборы. Хотя графен превосходит полупроводники в легкости, прочности и подвижности носителей электрического заряда, он не обладает в естественном состоянии так называемой запрещенной зоной.

Запрещенная зона, или щель, — это разница между максимальной энергией валентных электронов атома (то есть участвующих в образовании химических связей) и минимальной энергией электронов проводимости — тех электронов, которые могут под действием внешнего электрического поля отделиться от своего атома и участвовать в коллективном движении, создавая ток. Ширина запрещенной зоны определяет проводящие свойства материала — поле, приложенное к материалу, чтобы он начал проводить ток, должно сообщать электронам энергию не меньше ширины запрещенной зоны для того, чтобы они смогли покинуть ее. Благодаря наличию запрещенной зоны полупроводники широко используются в электронике.

Для придания полупроводниковых свойств графену его изготовляют в форме тонких лент: благодаря квантово-размерному эффекту движение электронов по ним ограничено одним направлением, соответственно их энергия имеет строго определенные уровни и запрещенную зону. Раньше для изготовления графеновых лент использовались в основном технологии «сверху вниз»: отшелушивание от графеновых массивов или развертывание и разрезание углеродных нанотрубок. Неровные края таких лент сильно ухудшают их проводящие свойства и затрудняют исследование и контроль их характеристик.

Новая технология относится к так называемым методам «снизу верх», или химическим методам. На подложку из золота или серебра напыляется слой углеродсодержащих циклических мономеров, которые затем сцепляются в полимеры. Система полимеров подвергается нагреву, в результате чего формируются углеродные ленты толщиной в один атом, ровные или зигзагообразные, в зависимости от состава исходных веществ. Ширина таких лент составляет от 10 до 50 нанометров, а ширина их запрещенной зоны достаточна для задач электроники. Более того, края таких лент ровные, с минимальными включениями сторонних атомов, а это сильно улучшает их проводимость и создает возможность исследования магнитных свойств малоразмерных объектов в зависимости от формы края.

По этой же технологии в будущем ученые планируют изготовлять ленты графена с вкрапленными атомами азота и бора, которые будут создавать дополнительные уровни энергии и варьировать электронные свойства лент, а также получать гетеропереходы — соединенные ленты разной толщины (то есть с разными запрещенными зонами). Все эти структуры могут найти применение в солнечной энергетике и высокочастотных устройствах.

Ученые смогли сделать грязную воду пригодной для питья
Индийский ученый Srikanth Singamaneni и его команда из Вашингтонского университета в Сент-Луисе научились делать грязную воду пригодной для питья.

Найдена молекула для печати микросхем из пластика
Группе исследователей из МГУ имени М. В. Ломоносова в сотрудничестве с немецкими коллегами из Института полимерных исследований в Дрездене (Институт Лейбница) удалось найти молекулу, которая, по их мнению, может дать…

Физики научились завязывать воду в узлы
Спустя 100 лет после того, как учёные озвучили возможность завязывания воды в узлы, физики придумали и осуществили подобный эксперимент в лаборатории.

Физики научились видеть сквозь мутное стекло
Физики научились получать четкое изображение объекта, расположенного за мутным рассеивающим экраном. Работа опубликована в журнале Nature Photonics, а ее краткое содержание приводит BBC News. Ключевым элементом разработанной системы является пространственный модулятор света. Это электронное устройство, которое способно под управлением компьютера менять фазу проходящего света. Оно, подобно жидкокристаллическому монитору, состоит из матрицы пикселей, каждый из которых управляется индивидуально и меняет фазу света самостоятельно.

Физики научились читать закрытые книги
Для этого они используют терагерцовое излучение. Изобретением заинтересовался Музей Нью-Йорка. Так они смогли бы прочитать древние рукописи, к которым боятся прикасаться.


  • Лента,
  • ЗОНА,
  • Электрв,
  • КРАЙ,
  • Боров,
  • Свойство
Комментировать публикацию через Постсовет:
Комментарии (0) RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.


Комментировать публикацию через Вконтакте: