Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Δημιουργία ηλεκτρικής επαφής κατά μήκος της ακμής 1-D των υλικών 2-D

Anonim

Ο Δρ Cory Dean, επίκουρος καθηγητής φυσικής στο City College της Νέας Υόρκης, είναι ο κύριος συγγραφέας ενός εγγράφου που δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Science, το οποίο καταδεικνύει ότι είναι δυνατό για ένα ατομικά λεπτό δισδιάστατο (2D) υλικό να έχει ηλεκτρική επαφή κατά μήκος της μονοδιάστατης (1D) ακμής του. Η αρχιτεκτονική επαφών προσφέρει μια νέα τεχνική συναρμολόγησης για στρωματοποιημένα υλικά που εμποδίζουν τη μόλυνση σε διεπαφές.

διαφήμιση


Ο καθηγητής Dean διεξήγαγε την έρευνα ως μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Πανεπιστήμιο Columbia, σε συνεργασία με τον Καθηγητή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Ken Shepard και τον καθηγητή Μηχανολογίας James Hone, τους συν-συγγραφείς του εγγράφου. Η νέα μέθοδος, η οποία αναπτύχθηκε με τη χρήση γκριφαινίου ως το δισδιάστατο μοντέλο, οδήγησε στην καθαρότερη παραγωγή γραφενίου μέχρι σήμερα.

"Τα δισδιάστατα υλικά όπως το graphene, τα οποία έχουν πάχος μόνο ενός ατόμου, μπορούν να έχουν τις εξωτερικές τους ηλεκτρικές ιδιότητες", δήλωσε ο καθηγητής Dean. "Ωστόσο, επειδή τα υλικά είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στο περιβάλλον, οποιαδήποτε εξωτερική μόλυνση υποβαθμίζει γρήγορα την απόδοση".

Η ανάγκη προστασίας του υλικού από τη μόλυνση, ενώ παράλληλα επιτρέπεται η ηλεκτρική πρόσβαση, αποτελεί εμπόδιο στην ανάπτυξη τεχνολογιών που βασίζονται σε γραφένιο, πρόσθεσε. "Με την επαφή μόνο με το 1D άκρο του graphene, αναπτύξαμε έναν εντελώς νέο τρόπο γεφύρωσης του 3D κόσμου μας σε αυτόν τον συναρπαστικό 2D κόσμο χωρίς να διαταράσσουμε τις εγγενείς ιδιότητές του.Αυτό ουσιαστικά εξαλείφει την εξωτερική μόλυνση και τελικά επιτρέπει στο graphene να δείξει το πραγματικό του δυναμικό ηλεκτρονικές συσκευές."

"Η νέα μας γεωμετρία επαφής με άκρες παρέχει πιο αποτελεσματική επαφή από την συμβατική γεωμετρία χωρίς την ανάγκη για περαιτέρω πολύπλοκη επεξεργασία", πρόσθεσε ο καθηγητής Shepard. "Υπάρχουν πλέον πολλές δυνατότητες στην αναζήτηση τόσο των εφαρμογών συσκευών όσο και της καθαρής φυσικής των καθαρών συστημάτων".

Οι ερευνητές ενέγραψαν πλήρως το στρώμα 2D graphene σε ένα σάντουιτς με λεπτές μονωτικές κρύσταλλοι νιτριδίου βορίου. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποίησαν μια νέα τεχνική στην οποία ο κορυφαίος κρύσταλλος νιτριδίου του βορίου χρησιμοποιήθηκε για να πάρει διαδοχικά τα άλλα στρώματα στη στοίβα. "Αυτή η τεχνική απέκλεισε εντελώς τη μόλυνση μεταξύ στρώσεων", σημείωσε ο καθηγητής Dean.

Αφού δημιούργησαν τη στοίβα, το χάραξαν για να εκθέσουν την άκρη του στρώματος γραφένης. Στη συνέχεια εξατμίζονται μέταλλο στην άκρη για να δημιουργηθεί η ηλεκτρική επαφή. Κάνοντας επαφή κατά μήκος της άκρης, η ομάδα πραγματοποίησε μια διεπαφή 1D μεταξύ του 2D ενεργού στρώματος και του 3D ηλεκτροδίου μετάλλου.

Αν και τα ηλεκτρόνια εισέρχονταν μόνο στο 1D ατομικό άκρο του φύλλου γραφένιου, η αντίσταση επαφής ήταν αξιοσημείωτα χαμηλή, φθάνοντας τα 100 ohms ανά μίτρο πλάτους επαφής - μια τιμή μικρότερη από ό, τι τυπικά επιτυγχάνεται για τις επαφές στην κορυφαία επιφάνεια του γραφένιου.

Συνεχίζοντας τη συνεργασία τους, η ομάδα εργάζεται τώρα στην εφαρμογή αυτών των τεχνικών για την ανάπτυξη νέων υβριδικών υλικών με μηχανική συναρμολόγηση και επαφή ακμής. Σχεδιάζουν να αντλήσουν από την πλήρη σουίτα διαθέσιμων υλικών 2D με στρωματοποιημένα υλικά, όπως το γκρφένιο, το νιτρίδιο του βορίου, τα διχλωρογενίδια των μεταβατικών μετάλλων (TMDC), τα οξείδια μετάλλων μετάπτωσης (TMOs) και τους τοπολογικούς μονωτήρες (ΤΙ).

"Με τόσο πολλή τρέχουσα έρευνα που επικεντρώνεται στην ανάπτυξη νέων συσκευών με την ενσωμάτωση πολυεπίπεδων 2D συστημάτων, οι δυνητικές εφαρμογές είναι απίστευτες, από κατακόρυφα δομημένα τρανζίστορ, συσκευές και αισθητήρες που βασίζονται σε σήραγγες, φωτοενεργά υβριδικά υλικά, σε ευέλικτα και διαφανή ηλεκτρονικά", πρόσθεσε ο καθηγητής Hone.

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το City College της Νέας Υόρκης . Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. L. Wang, Ι. Meric, PY Huang, Q. Gao, Y. Gao, Η. Tran, Τ. Taniguchi, Κ. Watanabe, LM Campos, DA Muller, J. Guo, Shepard, CR Dean. Μονοδιαστασιακή ηλεκτρική επαφή σε ένα δισδιάστατο υλικό . Science, 2013; 342 (6158): 614 DOI: 10.1126 / science.1244358