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电子束光刻出控制石墨烯电子“颜色”的器件

时期:2021-05-07 00:21 点击数:
本文摘要:一种由两层石墨烯一种六边形排列的氧原子层析制成的器件,获得了操控电子角动量的试验直接证据,和获得了一条通往有可能比规范的CMOS晶体三极管务必较少的动能和释放出来较少的冷的电子器件的方式。它是向一个称之为谷电子的新物理学行业行驶的一步。 现阶段的硅基晶体三极管器件依靠电子的正电荷来开关电源器件,可是很多试验室已经寻找根据其他自变量来操纵电子的新的方法,这种自变量称之为层面,该科学研究的实施者JunZhu说道,他是宾州州立大学物理学终身教授。 正电荷是在其中一个层面。

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一种由两层石墨烯一种六边形排列的氧原子层析制成的器件,获得了操控电子角动量的试验直接证据,和获得了一条通往有可能比规范的CMOS晶体三极管务必较少的动能和释放出来较少的冷的电子器件的方式。它是向一个称之为谷电子的新物理学行业行驶的一步。  现阶段的硅基晶体三极管器件依靠电子的正电荷来开关电源器件,可是很多试验室已经寻找根据其他自变量来操纵电子的新的方法,这种自变量称之为层面,该科学研究的实施者JunZhu说道,他是宾州州立大学物理学终身教授。

正电荷是在其中一个层面。电子磁矩是另一个层面,而称之为磁矩电子学的根据磁矩而制做晶体三极管的工作能力还正处在设计阶段。电子的第三个层面是电子的谷情况,其根据与他们的角动量涉及到的动能。

  Zhu说道,能够将电子想像成轿车,将谷情况作为鲜红色或深蓝色等车的颜色,做为一种差别他们的方法。在两层石墨烯的层析中,电子一般来说不容易另外占据红色和蓝色的谷情况,并不会向全部的方位健身运动。

而她的博士研究生JingLi所科学研究的这一器件能够让红车顺着一个方位健身运动,而蓝车顺着忽视的方位健身运动。  Jing制做的这一系统软件在两层石墨烯片状的左右放置了一对门电路。随后他造成了一个竖直平面图的静电场,Zhu说道。  根据在一面造成一个因此以工作电压与在另一面造成一个胜工作电压,在两层石墨烯当中就合上了一个携带隙,而这一般来说是没的。

在这里双面中间的正中间方向,大家享有了一个约70纳米技术的物理学空隙,Li表明说道。  它是在这个试验中所用以的器件的一幅扫瞄电子光学显微镜图象。

石墨烯与六方氮化硼的层析被添充在一起,随后用电子束光刻技术制成该器件。蓝紫色层是两层石墨烯片。下边分离出来的门电路对(黑色方块)是由双层石墨烯制成。

墙顶分离出来的门电路对(金黄格子)是由金制成。该一维线不会有于分离出来的门电路组成的空隙内。

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  在这个空隙内不会有着一维的金属材料情况,或金属丝,其是进行了颜色编码的电子高速公路。在这种道上,红车顺着一个方位健身运动,而蓝车顺着忽视的方位健身运动。

理论上,携带色调的电子能够在较小的电阻器下彻底也不受防碍地顺着电缆线航行中较长的间距。小电阻器意味著电子器件的耗费的输出功率更为较低和造成的发热量更为较少。

在现如今的微型化器件中的输出功率耗费和热管理方法全是一个挑戰。  大家的试验强调,金属丝是能够被生产制造出去的,Li说道。尽管大家间距具体的运用于也有较长的路要回首。  Zhu补充说道:代表着用以好多个门电路就可以在绝缘层的两层石墨烯片內部造成那样的情况是非同一般的。

他们还并不是基本上无电阻器,大家已经保证更为多的试验来了解电阻器有可能来源于哪里。大家也妄图生产制造根据电子的色调来操控电子流的闸阀。

这是一个称之为谷电子的新的电子定义。  Li与宾州州立高校纳米技术生产加工试验室的专业技术人员紧密配合来使该理论框架变成一个工作中器件。  顶端和底端的门电路的指向是尤为重要的,这是一个不期待的挑戰。

宾州州立高校纳米技术试验室技术设备的电子束光刻技术工作能力促使Jing必须生产制造出有这一具有纳米技术作用的新器件,纳米技术光刻技术技术工程师ChadEichfeld说道。  她们的问题《双层石墨烯的门控流形导电地下通道》的毕业论文公布发布在8月29日的《大自然纳米技术(NatureNanotechnology)》杂志在线版上。

别的创作者还包含中国科大的KeWang,YafeiRen及其她们的老师ZenhuaQiao,她们进行了标值科学研究来模拟仿真金属丝的不负责任。该试验中常用的高品质六方氮化硼结晶来源于日本国家管理科学研究室的KenjiWatanabe和TakashiTaniguchi。

2个大学本科学员,KentonMcFaul和ZacharyZern也对该科学研究做出了奉献。  该科学研究的资产由美军科学研究公司办公室,英国我国科学研究慈善基金会及其中国与日本的支助组织获得。

来源于Grove城市学院的访谈学员KentonMcFaul由一个英国我国科学基金(NSF)和我国纳米材料基础研究互联网(NNIN)批准的学生科学研究学习方案支助。JunZhu是宾州州立高校原材料研究室二维片层原材料管理中心的一名组员。


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