【垂直的石墨烯晶體管可避免洩漏】

明道

【垂直的石墨烯晶體管可避免洩漏】

 

 

石墨烯三明治堵塞洩漏

在英國的物理學家已經找到一種方法來克服的一個主要障礙阻止使用的石墨烯在電子設備 - 如何通過一台設備時，它被關閉，以防止電流洩漏。

石墨烯是碳只有一個原子厚的片材，並且具有許多獨特的電子和機械性質，這意味著它可用於在電子設備中 - 至少在原則上。

然而，商業化應用之前，必須克服許多挑戰。

石墨烯是一種極其良好的電導體，但它的極端的電導率也是一個問題，因為由該材料製成的設備仍然導通，即使關閉。

這不僅浪費電力，同時也意味著，這種裝置可以裝到計算機芯片，由於電流穿過石墨烯的芯片幾乎立即會融化。

石墨烯是一種半導體，但不像熟悉的材料，如矽，石墨烯有沒有它的價帶和導帶之間的能隙。

這樣的帶隙，使半導體的電子的流動切換和關閉。

研究人員已經提出了各種方案來克服這個問題 - 例如，通過使用納米絲帶或量子點，或化學改性石墨使其半導體。

雖然這兩個計劃的工作原則，打開帶隙的石墨烯，這種方式也損害了材料這麼多，成品設備不再顯示無論是彈道輸運或高電子遷移率。

採用分層的方法

現在，在英國曼徹斯特大學的列昂尼德·波諾馬連科和他的同事們已向前邁進了一步克服這個問題，一種新型的晶體管石墨烯層氮化硼或二硫化鉬，石墨薄片之間。

這個團隊做的工作還包括石墨烯先驅康斯坦丁Novoselov和安德烈·海姆。

的層作為隧道的垂直障礙，最大限度地減少漏電流 - 即使在室溫下。

稱為垂直場效應隧道晶體管，該設備是首次從石墨，可以適當地接通和關斷 - 儘管能隙的能量的情況下，在材料的能帶結構。

的晶體管是由兩個夾在一起的石墨烯片與原子薄的絕緣體，例如氮化硼（BN）或二硫化鉬（的MoS 2），作為從1層石墨烯的電子隧道壁壘。

這種類型的結構的優點是，流動的電流垂直於層的絕緣材料-即，隧道電流-可以與外部的電場控制。

從技術上講，這是因為在石墨烯中的電子誘導的外場有較高的概率隧道數增加等電子領域，解釋說：波諾馬連科。

雖然任何絕緣體作為隧穿勢壘，可以被認為是只有當阻擋層是幾個原子厚的隧道電流，可以容易地測量。

BN的MoS 2在這方面的理想選擇，因為非常薄的薄片的材料，可以使用相同的“膠帶”獲得石墨烯的方法。

獨特的功能

波諾馬連科說，該裝置的工作原理由於石墨烯的獨特功能，使外部電壓可以強烈地改變隧穿電子的能量。

我認為我們現在的工作開闢了道路，創造石墨烯集成電路，他說。

所表現的晶體管是重要的，但該層組件的概念可能是更補充說：海姆。

novoselov同意：的隧道晶體管僅是一個例子的層狀結構和新穎的設備，現在可以被創建的這種裝配取之不盡的集合。

該小組說，現在來看看是否可以結合其他二維材料石墨烯。

這也將是重要的是要知道我們的隧道晶體管橫向尺寸減小到納米尺度時，他們的行為方式，並找出該裝置可以操作的最高頻率，說：波諾馬連科。

這項研究是描述科學。

關於作者

百麗Dumé的特約編輯nanotechweb.org

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/feb/06/vertical-graphene-transistor-avoids-leakage