新工藝讓石墨烯擁有可調、波動帶隙成為能夠
已有人閱讀此文 - -盡管很多年來早已擁有很多能在石墨烯中造成帶隙的方式,可是仍存有許多抵制在數據電子元器件中應用石墨烯的人,她們稱其石墨烯欠缺原有的帶隙。不清楚她們見到這篇新聞報道會如何想。
照片來源于美軍研究試驗室/ ACS Nano雜志期刊
用人眼來看,照片內部的虛線三角形表明石墨烯中氮原子的最鄰近地區,而外界三角形的三個角則坐落于第二和第三鄰近區域間的電子器件聚集部位。
氮摻雜一直全是在石墨烯里造成平穩帶隙的諸多方式中最有發展前途的方式之一,它事實上是提升了原材料的導電性。如今,美軍研究試驗室(NRL)的研究工作人員早已開發設計出了新的石墨烯氮摻雜技術性,此項技術性能夠精準地操縱氮摻雜劑在石墨烯晶格常數中的部位,這類準確性巨大地減少了管理體系缺點,而且可靠性也擁有顯著提高。
來源于NRL的研究工作人員,另外也是該畢業論文的一同創作者Cory Cress在接納電子郵箱訪談時表述說,“氮摻加石墨烯晶格常數早已可以根據別的技術性進行,包含在成長期和后成長期的退火工藝等。但是,現階段已選用的技術性在操縱摻雜物的部位上存有顯著的差別,包含室內空間上和深層上的差別(假如應用雙層石墨烯試品)。在一般狀況下殘渣的換置,例如氮,要是沒有附加缺點得話會是改動可帶構造的理想化摻雜,因為它最好是地維持了石墨烯的基礎傳送工作能力。”
氮原子做為石墨烯摻雜劑,具備十分獨特的特性。它是根據它比氧原子多了一個附加的電子器件。氮原子被置放到石墨烯晶格常數內時,全部的鍵都維持詳細,而且有附加的電子器件能夠在全部石墨烯層內隨意挪動。這提升了原材料中電子器件的濃度值(也稱之為n型摻雜),也相對地提高了導電率。
此前的研究早已發覺,在石墨烯中生產制造點缺陷(比如清除一個氧原子)始終不變原有的摻雜水準,Cress對于此事表明,“也就是說,石墨烯中的缺點是電荷平衡的,那樣她們就不可以可控性地引進一個帶隙,雖然缺點透射的提升會減少電子器件的傳送。”
雖然其他摻雜劑在一定水平上面不成功,但氮原子是石墨烯的理想化n型摻雜劑,NRL的研究工作人員早已應用了高溫高壓離子注入(HyTII)技術性來摻加氮原子。因為氮原子和氧原子擁有 相近的品質和規格,取得成功更換的幾率進一步提高。
NRL的研究工作人員早已在ACS Nano刊物上敘述了她們的HyTII全過程,而定性分析和精確測量原材料的結果公布在Physical Review B上。
在她們的精確測量中,NRL的研究工作人員觀查到大的負磁電式,磁電式的規格與氮原子引入的濃度值和帶構造的更改有關,因為氮原子坐落于晶格常數中而且特性是固定不動的,因而能夠根據操縱氮原子的成分精準調整。
參加研究的NRL科學家,畢業論文的第一作者Adam L. Friedman在記者招待會上說:“這種機器設備的精確測量結果明顯說明,大家最后做成了含有可調式帶隙的石墨烯塑料薄膜,另外兼具低缺點相對密度和高可靠性的特性。因而,大家推斷HyTII石墨烯塑料薄膜在電子器件或磁矩電子器件這種規定高品質石墨烯的主要用途會擁有 極大的發展潛力。”
來源于:材料牛