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纳米科学: 更好地结合在一起, 石墨烯, 纳米管混合开关!

信息来源:switchb2b.com  时间:2019-03-12  浏览次数:21

纳米科学: 更好地结合在一起, 石墨烯, 纳米管混合开关!

石墨烯被称为奇迹材料,能够表演伟大和不寻常的材料杂技。氮化硼纳米管在材料领域也不是松弛剂,并且可以被设计用于物理和生物应用。然而,就其本身而言,这些材料在电子世界中使用起来非常糟糕。作为导体,石墨烯让电子拉得太快 - 没有控制或阻止它们 - 而氮化硼纳米管是如此绝缘,以至于电子被拒绝就像一只过分的狗撞击庭院门,但是,这两种材料共同构成了一个可行的数字开关,这是控制计算机,电话,医疗设备和其他电子产品中电子的基础,密歇根理工大学物理学教授Yoke Khin Yap与一个研究小组合作,通过结合石墨烯和氮化硼纳米管来创建这些数字开关。科学报告期刊最近发表了他们的工作,问题是:你如何将这两种材料融合在一起?” 雅普说。关键是最大化其现有的化学结构并利用其不匹配的特征。

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石墨烯是一种分子厚的碳原子;纳米管就像由硼和氮制成的吸管。Yap和他的团队去除了石墨烯,并用微小的针孔修改了材料的表面。然后他们可以将纳米管向上生长并穿过针孔。像这样啮合在一起,这种材料看起来像一片树皮发芽不规则,细毛,当我们将这两个外星人放在一起时,我们会创造更好的东西,”Yap说,并解释说这些材料具有不平衡的带隙,或者在材料中激发电子需要多少能量的差异是很重要的。“当我们将它们组合在一起时,就形成了带隙不匹配 - 这就形成了一个阻止电子的所谓'潜在障碍'。

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材料结构带隙不匹配:石墨烯的平板快速导电,纳米管中的原子结构阻止电流。当电流移动到毛发状氮化硼纳米管旁边并经过毛发状氮化硼纳米管时,这种差异产生了由电子运动差异引起的屏障。这些材料之间的这些接触点(称为异质结)是使数字开/关开关成为可能的原因。

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为了获得更快更小的计算机,Yap说这项研究是过去研究制造没有半导体的晶体管的延续。像硅这样的半导体存在的问题是,它们只能变得如此之小,并且会散发出大量的热量;石墨烯和纳米管的使用绕过了这些问题。另外,石墨烯和氮化硼纳米管具有相同的原子排列图案或晶格匹配。利用它们的对准原子,石墨烯 - 纳米管数字开关可以避免电子散射问题。

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你想控制电子的方向,”Yap解释说,将挑战与陷阱,减速和重定向电子的弹球机相比较。“这在高速环境下很难,而电子散射会降低电子的数量和速度,就像街机爱好者一样,Yap说他和他的团队将继续努力寻找超越或改变石墨烯弹球设置的方法,以尽量减少电子散射。有一天,他们所有的调整都可以为我们其他人提供更快的计算机和数字弹球游戏。

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