2006年3月15日
石墨材料,给铅笔标记能力,可能是一种新的纳米电子设备的基础,有吸引力的碳纳米管的性质,但可以使用成熟的微电子制造技术生产。
使用薄层石墨被称为石墨烯,研究人员乔治亚理工学院在美国,与中心合作国家de la任职(CNRS)在法国,产生原理晶体管、循环设备和电路。最终,研究人员希望利用石墨烯层厚度小于10原子作为革命的基础电子系统,操纵电子波而不是粒子,就像光子系统控制光波。欧洲杯猜球平台
“我们希望使设备的一种,没有一个在硅基电子模拟,所以这是一个完全不同的看待电子的方式,”沃尔特德陆军说,乔治亚理工学院的物理学教授。“我们的最终目标是集成的电子结构,致力于电子衍射而不是电子的扩散。这将允许很小的设备具有很高的生产效率和低功耗”。
由美国国家科学基金会和英特尔公司,描述的工作是3月13日在3月欧洲杯线上买球的美国物理学会会议上。制造技术已报告的细节物理化学学报。
因为碳纳米管导电几乎没有抵抗,他们吸引了强烈兴趣用于晶体管和其他设备。然而,严重的障碍必须克服基于在纳米管的设备,可以扩大成大容量工业产品,包括:
- 不能生产出相同大小的纳米管和一致的电子特性,
- 困难将碳纳米管集成到电子设备使用过程适合批量生产,和
- 高电阻产生加热和能量损失在连接碳纳米管和金属线之间的连接。
德陆军,他帮助发现的许多特性的碳纳米管在过去的十年中,认为其主要价值一直在呼吁大家关注有用石墨烯的性质。连续的石墨烯电路可以使用标准的微电子加工技术生产,可能允许创建一个“路线图”为大容量石墨烯电子制造业,他说。
“纳米管只是石墨烯卷成圆柱的形状,”德陆军解释道。“使用窄了石墨烯的丝带,我们可以得到所有碳纳米管的特性,因为这些特性是由于石墨烯和电子的约束,而不是纳米管结构。”
德陆军设想针对特殊应用的使用石墨烯的电子产品,可能在传统的硅基系统。石墨烯系统也可以作为分子电子学的基础,帮助解决耐药性问题,现在影响这样的系统。
"There is a huge advantage to making a system out of one continuous material, compared to having different materials with different interfaces and large contract resistances to cause heating at the contacts," he said.
德陆军和合作者克莱尔·伯杰,内特·布朗,爱德华·康拉德Zhenting戴,鲁伊·冯,菲利普首先,乔安娜•哈斯Tianbo李,李Xuebin阿列克谢•Marchenkov詹姆斯•Meindl Asmerom Ogbazghi,托马斯·奥兰多Zhimin歌,本期吴佐治亚理工学院和迪迪埃Mayou塞西尔Naud CNRS开始碳化硅晶片的,材料由硅和碳原子组成的。通过加热晶片的高真空,他们开车从表面硅原子,留下一个连续层薄薄的石墨烯。
接下来,他们spin-coat photo-resist材料表面上的用于建立微电子技术。使用光学光刻或电子束光刻技术、生产模式表面上,然后用传统的蚀刻过程去除不必要的石墨烯。
“我们正在做光刻,完全熟悉那些在微电子工作,”德陆军说。“这正是在微电子学的,但用不同的材料。这是这个过程的吸引力。”
Using electron beam lithography, they've created feature sizes as small as 80 nanometers on the way toward a goal of 10 nanometers with the help of a new nanolithographer in Georgia Tech's Microelectronics Research Center.
石墨烯电路显示高电子迁移率——每伏秒25000平方厘米,表明电子移动散射。研究者也表明室温附近电子相干和量子干涉效应的证据。他们希望看到弹道运输结构足够小。
到目前为止,他们已经建立了一个所有石墨烯平面场效应晶体管。的设备产生阻力的变化通过其通道当电压门。然而,第一个设备当前大量泄漏,团队希望消除轻微处理调整。
工作的研究人员也已经建立了一个量子干涉装置,在操纵一个环形结构,将有用的电子波。
属性的新电路的关键是丝带的宽度,这限制电子的量子效应类似于碳纳米管。丝带的宽度控制材料的带隙。其他结构,如传感分子,可以连接到边缘的丝带,这通常是由氢原子钝化。
德陆军和合作者在2001年开始从事石墨烯,并在2003年得到英特尔的支持。他们后来收到了纳米尺度的跨学科研究团队(NIRT)从美国国家科学基金会奖。欧洲杯线上买球他们申请一个专利方法制造石墨烯电路。
德陆军和他的同事们希望继续提高他们的材料和制造工艺,在生产和测试新的结构。欧洲杯足球竞彩“我们已经迈出了第一步,很长一段路,”德陆军说。“建立一个新的类基于石墨烯的电子产品是非常困难的,需要很多人的努力。”
http://www.gatech.edu