El grafeno gap abierto por el vapor
R. Johnson, Colin
10/29/2010 02:56 PM EDT
PORTLAND, Oregon Las hojas de carbono en el grafeno, puede conducir la electricidad hasta un millón de veces mejor que las vías convencionales de silicio en los microchips, que los convierte en fuerte candidato para el futuro de las capas de interconexión en el chip. Para utilizar grafeno como un semiconductor, sin embargo, se requiere la apertura de un gap, en el que los electrones donde deben saltar, lo que permite las operaciones de cambio de una computadora digital. Ahora Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), afirma haber descubierto un método simple de la apertura de un gap, en el grafeno con agua.
Es mediante el control de la cantidad de humedad dentro de los paquetes de chips, los investigadores mostraron RPI gap que el grafeno, podría ser sintonizado para aplicaciones específicas.
El gap de un material, se mide desde la parte inferior de la banda de valencia (que contiene electrones ligados en órbitas cercanas a la atómica), a la parte superior de la banda de conducción (en la órbita de electrones libres). En los conductores puros, como cables de cobre, las dos bandas no tienen diferencias, como cualquier electrón, está en juego cuando un potencial de voltaje se presenta. Para aisladores puros, las bandas están separadas por un abismo que sólo puede salvarse al exceder el voltaje de ruptura del material. En el medio, está la región de semiconductores, donde hay una reticencia de los electrones para cruzar la banda, permitiendo que los mecanismos de conmutación, que hacer el trabajo de la electrónica digital.
IBM informó a principios de este año que su arquitectura de doble puerta de grafeno, bi-capa, efectivamente podría abrir un gap de 0,13 electronvoltios (eV), pero el equipo de RPI dirigido por el profesor Nikhil Koratkar, fue capaz de abrir un gap de 0,2 eV, con vapor de agua simple. Además, los informes del equipo RPI, para el ajuste la banda prohibida de grafeno, en cualquier lugar es de 0 (un conductor metálico puro) hasta llegar a 0,2 eV, (un semiconductor adecuado para los detectores de infrarrojos), con sólo controlar la cantidad de humedad. El equipo afirma que su método de ajuste de la banda prohibida de grafeno, permitirá la optimización de aplicaciones específicas, al atrapar una cantidad precisa de la humedad dentro de un paquete de chips.
Las Tecnologías de encapsulado de componentes informáticos, de acuerdo con Koratkar, debe permitir que los fabricantes de chips, "para construir un pequeño recinto en torno a determinadas partes o la totalidad de un chip de computadora en la que sería muy fácil para controlar el nivel de humedad."
Una película de grafeno sobre un soporte de dióxido de silicio, está eléctricamente siendo probada, usando una sonda de cuatro puntos.
Otros miembros del equipo de Koratkar incluyeron al profesor Theodorian Borca-Tasciuc y doctorado Fazel Yavarí de RPI, y profesor de la Universidad de Rice Ajayan Pulickel, de investigación postdoctoral compañeros Li y el candidato al doctorado Hemtej Gulapalli.
El financiamiento para el proyecto fue proporcionado por el Consorcio de Energía Avanzada (AEC), el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) Iniciativa de Investigación sobre la nano electrónica, y el Departamento de Energía de EE.UU. Oficina de Ciencias Básicas de la Energía (BES).
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