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美國(guó)大學(xué)成功用水在石墨烯上生成帶隙

發(fā)布時(shí)間:2010-11-02 來源:日經(jīng)BP社

半導(dǎo)體的技術(shù)特征:
  • 用水在石墨烯上形成了帶隙
半導(dǎo)體的應(yīng)用范圍:
  • 半導(dǎo)體制造

美國(guó)紐約的倫斯勒理工學(xué)院(Rensselaer Polytechnic Institute)宣布,該校研究人員成功地使用水在石墨烯上形成了帶隙。論文已刊登在學(xué)術(shù)雜志《small》上。

倫斯勒理工學(xué)院教授Nikhil Koratkar的研究團(tuán)隊(duì)首先在二氧化硅底板上制作出石墨烯薄膜。然后,將薄膜和底板一起放入保持一定濕度的容器中。石墨烯吸收了空氣中的水分后,在石墨烯上生成帶隙。而且,可通過調(diào)節(jié)溫度、在0~0.2eV的范圍內(nèi)自由設(shè)定帶隙值。這種變化是可逆的,只要將底板放入真空中,就可使剛剛生成的帶隙值變?yōu)?0。

石墨烯本身并沒有帶隙,只具有金屬一樣的特性。因此用于晶體管的通道層時(shí),不能完全確保開關(guān)在連接和斷開時(shí)的電流值比。
這是一個(gè)圖片~

如何破壞對(duì)稱性


Koratka表示,此次嘗試的關(guān)鍵是“破壞石墨烯的對(duì)稱性”(Koratka)。Koratka認(rèn)為,石墨烯沒有帶隙,是由于石墨烯薄膜具有無法區(qū)分表里兩面的高對(duì)稱性,只要用某種辦法破壞該對(duì)稱性,就能在其上生成帶隙。

此次使用的方法是使水分子H2O只吸著于石墨烯薄膜表面,而不接觸與二氧化硅底板相接的一面,從而破壞了薄膜的對(duì)稱性。

在通過破壞對(duì)稱性生成帶隙的方法方面,將石墨烯加工成細(xì)帶狀、以及利用2層或3層石墨烯等方法也都被開發(fā)了出來。Koratkar表示,“此次的方法具有低成本、無毒性以及帶隙調(diào)節(jié)非常簡(jiǎn)單”的優(yōu)點(diǎn)。
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