Joseph Goebbels
19th August 2011, 06:12 PM
تغيير باند گپ در گرافن يکي از دغدغه‌هاي پژوهشگران است. بيشتر روش‌هاي موجود، داراي محدوديت‌هايي هستند. اخيرا يک تيم تحقيقاتي، راهبردي جديد ارائه کرده است که با آن مي‌توان باند گپ گرافن را تغيير داد به‌طوري‌که محدوديت‌هاي روش‌هاي رايج نيز در آن وجود ندارد.
برخلاف سيليکون، گرافن فاقد باند کپ الکترونيکي است. باند گپ به محدوده انرژي گفته مي‌شود که توسط الکترون‌ها اشغال نشده و براي کاربردهاي الکترونيکي حائز اهميت است. ايجاد يک باندگپ در محدوده انرژي الکتروني گرافن يک پيش نياز ضروري براي به‌کارگيري گرافن در ترانزيستورها است.
http://www.nano.ir/news/attach/9557.JPG
براي اين منظور محققان وارد عمل شدند. آنها دريافتند که فشارهاي منطقه‌اي در گرافن مي‌تواند خواص هدايت را در اين ماده تغيير دهد. با تغيير اين فشارها، باند گپ گرافن دستخوش تغيير مي‌گردد. مهندسي فشار، يکي از راهبردهاي رايج در صنعت نيمه‌هادي‌ها است. در حال حاضر راه‌هاي متعددي براي ايجاد يک فشار قابل کنترل به گرافن شناخته شده است. برخي از اين راه‌ها عبارتند از، مورفولوژي‌هاي فشار مانند چروک‌ها در گرافن تميز معلق در يک محلول، بالون‌هاي گرافني روي بستر الگودار و سوپر شبکه‌هاي فشاري گرافني روي بستر شبکه‌اي نامنطبق.
پژوهشگران مرکز تحقيقاتي واتسون IBM، موسسه مواد سينسيا مادريد و دانشگاه رودبوند، راه تازه‌اي براي ايجاد باند گپ در گرافن ارائه کرده‌اند. آنها با استفاده از دروازه الکترواستاتيکي موفق به انجام اين کار شدند. توني لو، از مرکز تحقيقات واتسون IBM، مي‌گويد ما نشان داديم که ميدان‌هاي شبه مغناطيسي که با استفاده از تغيير شکل‌هاي طول موج بلند ايجاد مي‌شوند، با يک پتانسيل اسکالر الکتريکي جفت شده و در نتيجه يک حالت هالدين ايجاد مي‌کنند که اين کار در نهايت منجر به تغيير باند گپ مي‌گردد. حالت هالدين به‌معناي ايجاد عايق کوانتومي هال بدون استفاده از ميدان مغناطيسي است.
اين گروه نتايج کار خود را در قالب مقاله‌اي تحت عنوان"Gaps tunable by electrostatic gates in strained graphene" (http://dx.doi.org/doi:10.1103/PhysRevB.83.195436) در نشريه Physical Review B به چاپ رسانده‌اند. توني هال که نويسنده اول اين مقاله است مي‌گويد: «اين کار ما يک مثال از دسته‌اي از مواد است که عايق توپولوژيکي بوده اما حالت هالدين از خود نشان مي‌دهد». توني لو مي‌افزايد، تا کنون همه راه‌ها براي باز کردن باند گپي در گرافن منتهي به تاثير روي هدايت الکتروني گرافن شده است. در دو روش رايج، دولايه‌هاي باياس شده و گرافن داراي عامل شيميايي، اين مشکل در حرکت جهش (هوپينگ) تاثير گذار است. در نانوروبان‌هاي گرافني اين هدايت چند صدبرابر کمتر از گرافن توده‌اي است بنابراين با استفاده از راهبرد جديد مي‌توان بر اين مشکل فائق آمد. اين تيم تحقيقاتي معتقدند اين راهبرد را مي‌توان با روش‌هاي فعلي نيز ترکيب کرد.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9557
برخلاف سيليکون، گرافن فاقد باند کپ الکترونيکي است. باند گپ به محدوده انرژي گفته مي‌شود که توسط الکترون‌ها اشغال نشده و براي کاربردهاي الکترونيکي حائز اهميت است. ايجاد يک باندگپ در محدوده انرژي الکتروني گرافن يک پيش نياز ضروري براي به‌کارگيري گرافن در ترانزيستورها است.
http://www.nano.ir/news/attach/9557.JPG
براي اين منظور محققان وارد عمل شدند. آنها دريافتند که فشارهاي منطقه‌اي در گرافن مي‌تواند خواص هدايت را در اين ماده تغيير دهد. با تغيير اين فشارها، باند گپ گرافن دستخوش تغيير مي‌گردد. مهندسي فشار، يکي از راهبردهاي رايج در صنعت نيمه‌هادي‌ها است. در حال حاضر راه‌هاي متعددي براي ايجاد يک فشار قابل کنترل به گرافن شناخته شده است. برخي از اين راه‌ها عبارتند از، مورفولوژي‌هاي فشار مانند چروک‌ها در گرافن تميز معلق در يک محلول، بالون‌هاي گرافني روي بستر الگودار و سوپر شبکه‌هاي فشاري گرافني روي بستر شبکه‌اي نامنطبق.
پژوهشگران مرکز تحقيقاتي واتسون IBM، موسسه مواد سينسيا مادريد و دانشگاه رودبوند، راه تازه‌اي براي ايجاد باند گپ در گرافن ارائه کرده‌اند. آنها با استفاده از دروازه الکترواستاتيکي موفق به انجام اين کار شدند. توني لو، از مرکز تحقيقات واتسون IBM، مي‌گويد ما نشان داديم که ميدان‌هاي شبه مغناطيسي که با استفاده از تغيير شکل‌هاي طول موج بلند ايجاد مي‌شوند، با يک پتانسيل اسکالر الکتريکي جفت شده و در نتيجه يک حالت هالدين ايجاد مي‌کنند که اين کار در نهايت منجر به تغيير باند گپ مي‌گردد. حالت هالدين به‌معناي ايجاد عايق کوانتومي هال بدون استفاده از ميدان مغناطيسي است.
اين گروه نتايج کار خود را در قالب مقاله‌اي تحت عنوان"Gaps tunable by electrostatic gates in strained graphene" (http://dx.doi.org/doi:10.1103/PhysRevB.83.195436) در نشريه Physical Review B به چاپ رسانده‌اند. توني هال که نويسنده اول اين مقاله است مي‌گويد: «اين کار ما يک مثال از دسته‌اي از مواد است که عايق توپولوژيکي بوده اما حالت هالدين از خود نشان مي‌دهد». توني لو مي‌افزايد، تا کنون همه راه‌ها براي باز کردن باند گپي در گرافن منتهي به تاثير روي هدايت الکتروني گرافن شده است. در دو روش رايج، دولايه‌هاي باياس شده و گرافن داراي عامل شيميايي، اين مشکل در حرکت جهش (هوپينگ) تاثير گذار است. در نانوروبان‌هاي گرافني اين هدايت چند صدبرابر کمتر از گرافن توده‌اي است بنابراين با استفاده از راهبرد جديد مي‌توان بر اين مشکل فائق آمد. اين تيم تحقيقاتي معتقدند اين راهبرد را مي‌توان با روش‌هاي فعلي نيز ترکيب کرد.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9557