芬蘭和荷蘭合作開發出工作速度極快的石墨烯電子器件

芬蘭和荷蘭合作開發出工作速度極快的石墨烯電子器件

諸如二極管、隧道勢壘等基本電子元件，可以原子精度包含在石墨烯納米帶中。該工作由芬蘭阿爾托大學和荷蘭烏得勒支大學、代爾夫特理工大學合作，旨在開發出工作速度極快的石墨烯電子器件。


石墨烯具有很多有趣的性質，全世界的研究人員都在尋找利用石墨烯的新方法。石墨烯本身不具備開啟電流或者關閉電流的特性，研究人員一直在尋找解決該問題的方法。阿爾托大學彼得·利吉洛斯教授說：“我們能以原子精度制備石墨烯結構。通過選擇某些前體物質（分子），我們可以用極高的精度編碼電路結構。”

無縫集成


通過合成石墨烯納米帶可以控制石墨烯的電子性質。先前研究表明，納米帶電子性質取決于其寬度（dependent on its atomic width）。5原子寬的納米帶與金屬線相似，均具有良好的導電性，但是如果加上兩個原子，納米帶可以成為半導體。烏得勒支大學英格瑪·斯瓦特教授說：“我們能夠無縫集成5原子寬納米帶和7原子寬納米帶，產生一個金屬-半導體結，是電子元件的基礎模塊。”


表面化學


研究人員通過化學反應制備電子石墨烯結構。研究人員將前體分子蒸發到金晶體上，前體分子與金晶體以受控方式反應，產生新的化合物。“該技術與目前制備計算機芯片上的電子納米結構不同。對于石墨烯而言，結構的精度處于原子水平，并且采用化學方法制備可能是唯一有效的方法。”


電子性質


研究人員采用先進微觀技術確定新結構的電子性質。研究人員可以通過石墨烯納米帶器件測量電流，石墨烯納米帶器件的原子結構已知。彼得·利吉洛斯教授說：“這是我們首次制備出隧道勢壘，并知道其精確的原子結構。同時測量通過器件的電流，使得我們可以定量比較理論值和實驗值。”

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