211service.com
Shēmu rakstīšana uz grafēna
Izmantojot apsildāmu atomu spēka mikroskopa galu, pētnieki ir uzzīmējuši nanomēroga vadošus modeļus uz izolējošā grafēna oksīda. Šis vienkāršais triks, lai kontrolētu grafēna oksīda vadītspēju, varētu pavērt ceļu elektronisko shēmu iegravēšanai oglekļa materiālā, kas ir nozīmīgs solis ceļā uz ātrdarbīgiem, mazjaudas un, iespējams, lētākiem datoru procesoriem.
Karsta virve: AFM uzgalis, kas uzkarsēts līdz virs 150 °C, var iegravēt izolējošu grafēna oksīda virsmu, lai izveidotu plānas vadošas nanomēroga vadus.
Grafēns, atomu bieza oglekļa loksne, ir daudzsološs silīcija aizstājējs elektroniskajās shēmās, jo tas transportē elektronus daudz ātrāk. IBM pētnieki jau ir izgatavojuši tranzistorus, elektronisko shēmu pamatelementus, ar grafēnu, kas darbojas 10 reizes ātrāk nekā to silīcija kolēģi. Bet, lai izgatavotu šos tranzistorus, pētniekiem vispirms ir jāmaina grafēna elektroniskās īpašības, sagriežot to plānās lentēs, kuras pēc tam tiek iekļautas ierīcēs. Pētnieki ir izgatavojuši šīs nanolentes ar litogrāfiju, ar ķīmiskiem šķīdumiem balstītiem procesiem vai izvelkot oglekļa nanocaurules.
Jaunajā Zinātne Džordžijas Tehnoloģiju institūta un ASV Jūras spēku pētniecības laboratorijas pētnieki tā vietā raksta šādas nanolentes uz virsmas, nevis griež grafēnu. Pētnieki sāk ar grafēna oksīda loksni, kas nevada elektrisko strāvu. Kad tie velk AFM galu, kas uzkarsēts līdz 150 °C un 1060 °C, pāri loksnei, vietās, kurām uzgalis pieskaras, tiek izvadīti skābekļa atomi. Tas atstāj aiz sevis gandrīz tīra grafēna līnijas, kas ir 10 000 reižu vairāk vadītspējīgas nekā apkārtējais grafēna oksīds.
Tā ir ātra, reproducējama tehnika, tā ir viena soļa, tā ir vienkārša, saka Pols Šīhans, kurš vadīja darbu Jūras spēku pētniecības laboratorija . Tā vietā, lai atmestu pretestību un mēģinātu griezt grafēnu dažādos veidos, varat izmantot vietējo siltumu un rakstīt līnijas tieši tur, kur vēlaties. Šīhans saka, ka tūkstošiem AFM padomu varētu vienlaikus ieskicēt shēmas uz grafēna oksīda.
Litogrāfijas metodes nanoribu izgatavošanai ir apgrūtinošas un dārgas, saka Jing Guo , elektrotehnikas un datortehnikas profesors Floridas Universitātē Geinsvilā. Šīs metodes var arī izveidot lentes ar raupjām malām, kas ietekmē grafēna elektroniskās īpašības un rada zemas kvalitātes tranzistorus. Viņš saka, ka tas ir jauns veids, kā [izveidot nanoribas], kas ir ļoti vienkāršs un uzticams un, iespējams, pielāgojams lielam mērogam. Jums būtībā ir papīrs un paņemiet zīmuli, lai to noskrāpētu, un jums ir ļoti šaura līnija.
Pētnieki rakstīja līnijas, kuru diametrs ir līdz 12 nanometriem, un ar ātrumu līdz 0,1 milimetram sekundē. Rakstīšanas ātrums palielinājās līdz ar temperatūru. Ir aizraujoši redzēt, ka šo pārveidošanu var veikt un kontrolēt nanomērogā, saka Yu-Ming Lin , nanomēroga zinātnes un tehnoloģiju grupas pētnieks IBM Vatsona pētniecības centrā Yorktown Heights, NY. Tas ir svarīgs solis uz grafēnu balstītai [elektronikai].
Sākt ar grafēna oksīda loksnēm, nevis grafēnu, ir vieglāk un lētāk, saka Elisa Riedo , Džordžijas Tehnikas fizikas profesors, kurš vadīja darbu ar Šīhanu. Neskartas grafēna loksnes parasti iegūst, mehāniski atdalot pārslas no grafīta vai audzējot grafēnu uz divu collu silīcija karbīda plāksnēm. Grafēna oksīda ražošana lielās platībās bija lētāka nekā grafēns, saka Riedo. Tas ir cits ceļš, lai nonāktu pie grafēna.
Pētnieki plāno izgatavot tranzistorus, izmantojot savu tehniku, taču tiem vispirms var būt nepieciešama papildu apstrāde, saka Janvu Džu , grafēna pētnieks Teksasas Universitātē Ostinā. Pirmkārt, viņiem būs jāatrod veids, kā noņemt grafēna oksīda paliekas no vadošajām lentēm.