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重!科学家们发现了一种调节石墨烯带隙的新方

时间:2018-11-13 阅读: 78次

  通过压缩氮化硼和石墨烯层,研究人员能够将材料的带隙增加到更接近成为当今电子器件中可用的半导体材料。最近,由哥伦比亚大学领导的国际研究小组开发了一项新技术。通过压缩石墨烯的导电性,石墨烯材料更接近于当今电子器件中可用的半导体材料。该研究于5月17日发表在顶级科学杂志《Nature》上。该文章的第一作者,、哥伦比亚大学物理系博士后研究员Matthew Yankowitz说:“石墨是我们材料中最具传导性的材料。地球,但问题是它在导电性方面表现得太好。我不知道如何有效地调节它。我们的工作第一次建立了有效控制石墨烯带隙而不影响其质量。如果这项技术是应用于其他有趣的二维材料,它可能会带来新的发现,如磁性,超导性等。自十多年前首次发现以来,石墨烯已被证实,并且该材料可在宏观条件下稳定存在。石墨烯是一种二维(2D)由六边形碳原子组成的材料引起了物理界的兴趣。石墨烯是已知最坚固的材料强度为、。它也恰好是一种优越的导电体 - 石墨烯中碳原子的独特原子排列使电子能够以非常高的速度轻松前进而不会散射机会,从而节省了通常在其他导体中丢失的有价值的能量。然而,迄今为止,已证明石墨烯材料中封闭电子的转移是不切实际的,而不改变或牺牲石墨烯的优异性能。石墨烯很好。电导率和带隙从来都不是一个问题。石墨烯科学研究的一个重要目标是找到一种方法来保持石墨烯的所有优点,例如优异的导电性,但同时它也会产生带隙 - 电子开关。“Cory Dean,助理教授该研究的主要研究者,哥伦比亚大学的物理学研究所说,他解释说,过去修改石墨烯产生这种带隙的方法降低了石墨烯固有的良好性能,因此不实用。发现当石墨烯夹在两层原子厚度绝缘体材料的氮化硼(BN)层之间,并且两种材料旋转对齐时,BN材料可以修改石墨烯的电子结构,形成带隙,使材料表现出色作为半导体(即电导体和绝缘体)。然而,这种分层产生的带隙在室温下不足以用于操作o f电子晶体管器件。为了加强这种带隙,首尔国立大学国家强磁场实验室和新加坡国立大学的Yankowitz、Dean及其同事压缩了BN-石墨烯结构层,发现施加的压力可以显着增加带隙。有效地防止了通过石墨烯的电流。 “当我们挤压并施加压力时,带隙会增加,”Jankowitz说。当然,这种带隙不够大,不足以成为在室温下用于晶体管器件的足够强大的开关。但是,我们从根本上更好地理解为什么这个差距首先存在,如何调整,以及我们未来的目标可能是什么。晶体管在我们的现代电子产品中无处不在,所以如果我们能找到一种使用石墨烯作为晶体管的方法,它将具有广泛的应用。

   “Yankowitz补充说,科学家们多年来一直在试验高压传统的三维材料,但没有人知道如何在这些实验中使用这些二维材料。现在研究人员将能够测试不同程度的压力。如何更改堆叠2D材质的各种组合的属性。 Yankowitz说:“当材料被压缩时,由二维材料组合产生的任何新兴特征将变得更加强大。我们现在可以使用任何这些任意结构并挤压它们,并且所得效果的强度是可调节的。我们为工具箱添加了一个新的实验工具,用于操作2D材料,为创造无限可能性创造了无限可能,并且是一个具有设计师功能的设备。“(来源:石墨烯信息)

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