使用精心控制的石墨烯纳米带(GNRs)生产纳米晶体管

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来自Empa,美因茨马克斯普朗克聚合物研究所和加州大学伯克利分校的国际研究团队成功地将石墨烯带完全扩大到9个原子宽,并且前体分子具有常规的扶手椅边缘。为此目的,在超高真空中蒸发特制的分子。在几个工艺步骤之后,将它们放在金基底上以形成所需的宽度为约1纳米且长度高达50纳米的纳米带。

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这些结构具有相对较大且最重要的精确限定的能隙。这使研究人员更进一步,将石墨烯带整合到纳米晶体管中。然而,最初的尝试并不是那么成功:测量表明,“ON”状态(即施加电压)和“OFF”状态(没有施加电压)之间的电流差异太小。问题是氧化硅的介电层,其将半导体层连接到电开关触点。为了获得所需的性能,它需要50纳米厚,这反过来又影响电子的行为。

然而,研究人员随后通过使用氧化铪(HfO2)代替氧化硅作为介电材料成功地大量减少了该层。因此,该层现在仅为1.5纳米薄,并且“开” - 电流是更高的数量级。

另一个问题是将石墨烯带结合到晶体管中。将来,带不应再在晶体管基板上纵横交错,而是沿晶体管通道精确对准。这将显着降低目前高水平的无功能纳米晶体管。

2016年3月,来自Empa,美因茨马克斯普朗克研究所和德累斯顿技术大学的研究人员首次成功地生产出具有分子完美锯齿形边缘的石墨烯纳米带(GNRs)

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