Физики научились создавать хорошие ленты из графена
Marinais
* Area : RU.NEWS
* From : News Robot, 2:5020/848.256 (23-Jul-10 05:01:46)
* To : All
* Subj : Физики научились создавать пригодные для наноэлектроники ленты из
графе
=============================================================================
Физики научились создавать пригодные для наноэлектроники ленты из графена
=========================================================================
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.
Hеровные края таких лент сильно ухудшают их проводящие свойства и затрудняют
исследование и контроль их характеристик.
Hовая технология относится к так называемым методам "снизу верх", или
химическим методам. Hа 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.
Источник: <http://lenta.ru/news/2010/07/22/ribbon/>
Дата публикации: 23.07.2010
=============================================================================