Grafeen nanolint

Grafeen Grafeen heeft geen opening tussen zijn valentie- en geleidingsbanden, wat essentieel is voor elektronische toepassingen omdat het een materiaal in staat stelt de stroom van elektronen in en uit te schakelen. Maar een bandgap kan in grafeen worden geïntroduceerd door extreem smalle linten te maken. Dichte arrays van 10 nm brede grafeen-nanoribbons kunnen bijvoorbeeld een bandafstand van ongeveer 0,2 eV hebben. Grafeen nanoribbons (GNR's), zijn stroken grafeen met een ultradunne breedte (<50 b="b"> Productie
Door voorlopers van kleine moleculen te gebruiken, hebben wetenschappers een manier gevonden om nanoribbons van grafeen te bouwen en ze in verschillende vormen te maken. De meeste routes om nano-grafeen te maken zijn top-down - beginnend met een bulkmateriaal en het opbreken, wat lastig was om linten van nano-formaat grafeen te maken met een gedefinieerde structuur van een grootte die nuttig zou zijn in nano-elektronica. Breedtegestuurde GNR's kunnen worden geproduceerd via het grafiet-nanotomieproces dat wordt getoond door de Berry-groep, waarbij het aanbrengen van een scherp diamantmes op grafiet grafiet-nanoblokken produceert, die worden geëxfolieerd om GNR's te produceren. GNR's kunnen ook worden geproduceerd door nanobuisjes uit te pakken of open te snijden. Bij een dergelijke methode van de Tour-groep werden meerwandige koolstofnanobuizen in oplossing uitgepakt door inwerking van kaliumpermanganaat en zwavelzuur. In een andere methode werden GNR's geproduceerd door plasma-etsen van nanobuisjes die gedeeltelijk in een polymeerfilm waren ingebed. Afhankelijk van de gebruikte voorloper kunnen de wetenschappers lineaire linten of zigzaglijnen maken. Omdat de linten worden gemaakt door ze van onder naar boven op te bouwen, zijn ze allemaal identiek in grootte en vorm. Meer recent zijn grafeen nanoribbons gegroeid op siliciumcarbide (SiC) substraten met behulp van ionenimplantatie gevolgd door vacuüm- of lasergloeien.
Smalste nanolint
Onderzoekers van IBM en de University of California-Riverside zijn erin geslaagd de smalste nanoribbon-arrays van epitaxiaal grafeen ooit op een siliciumcarbidewafel te maken. Elk nanolint heeft een breedte van slechts 10 nm, een afmeting die bijna onmogelijk te bereiken is met alleen conventionele top-down lithografie.
Onderzoekers maken een groot aantal GNR's parallel die ongeveer 50% van het voltooide kanaalgebied van het apparaat beslaan om geïntegreerde schakelingen op basis van GNR's met de vereiste hoge stroomdichtheden.
De onderzoekers beweren dat GNR's kunnen worden geproduceerd met goed gecontroleerde afmetingen met gladde randen om uitzonderlijke elektronische transporteigenschappen te krijgen. Het door de onderzoekers ontwikkelde proces om de GNR-arrays te maken, is een hybride proces dat bestaat uit een top-down e-beam lithografiestap die ook kan worden uitgevoerd met behulp van standaard fotolithografie met een geschikt masker en een bottom-up zelfassemblagestap met een blok copolymeertemplate dat afwisselende lamellen van de polymeren PS en PMMA omvat, wat polymethylmethacrylaat is, een transparante thermoplast.