• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Valmistati juhitava töörežiimiga grafeentransistor

8.02.2012 by Uku Püttsepp Leave a Comment

Grafeen on väga hea juhtivusega materjal ning sobib seetõttu elektroonikakomponentide valmistamiseks. Grafeenseadmete probleemiks on aga seni olnud seadmete tööoleku muutmise vähene praktilisus. Pidevas tööolekus olev mikroseade raiskab energiat ning välistab integreeritud kiipide valmistamise, sest  lekkevoolude tõttu põleks seade lihtsalt läbi. Nüüd on aga teadlased probleemi lahendusele sammukese võrra lähemal, olles valmistanud toatemperatuuril töötava sisse-välja lülitatava grafeenist transistori.

Vertikaalne grafeentransistor.

Vastupidiselt räni-pooljuhile ei ole grafeenil juhtivus-  ega valentstsooni vahel keelutsooni, mis lubaks juhtivustsooni laengukandjate tihedust muuta ning selle kaudu seadme tööolekut kontrollida. Teadlased on välja pakkunud mitmeid lahendusi, näiteks nanoribade (nanoscale ribbons) või kvant-täppide kasutamist, aga ka grafeeni keemilist modifitseerimist nii, et tekiks indutseeritud keelutsoon. Põhimõtteliselt on eelnimetatud variandid võimalikud, ent kahjustavad grafeeni sedavõrd, et materjali juhtivus väheneb.

Manchesteri Ülikooli teadlane Leonid Ponomarenko on koostöös Nobeli laureaatide Kostya Novoselovi ning Andre Geimiga välja töötanud uue põlvkonna grafeenseadme – vertikaalse tunnelleeriva väljatransistori. Tegemist on esimese omalaadse grafeenseadmega. Transistor on täisfunktsionaalne, seda saab nii sisse kui välja lülitada, hoolimata tõsiasjast, et seadmes puudub keelutsoon.

Transistor on valmistatud kahest grafeenlehest (loe grafeeni kohta siit), mille vahele on paigutatud mõne aatomi paksune kiht isolaatormaterjali boornitriidi (BN) või molübdeendisulfiidi (MoS2). Isolaatorkiht takistab grafeeni kihtide vahelist elektronide tunnelleerumist. Komposiidiga ristsuunas liikuva voolu ning sellega kaasneva tunnelleerumisvoolu tihedust saab välise elektrivälja abil muuta. “Elektriväli indutseerib grafeenis elektrone, millel on suurem tõenäosus grafeenikihtide vahel tunnelleeruda. Mida tugevam on väli, seda rohkem taolisi laengukandjaid tekib,” seletab Ponoramenko.

Pea iga isolaator takistab elektronide tunnelleerumist, ent efektiivselt on tunnelleerumisvool mõõdetav vaid paari aatomi paksuse materjali puhul. BN ja MoS2 on selleks hästi sobivad materjalid, sest nendest õhukeste kihtide saamine toimub lihtsa ”kleepsumeetodiga” (vaata siit), mida kasutatakse ka grafiidist grafeeni valmistamiseks.

Grafeenil on unikaalne omadus, mis lubab selles tunnelleeruvate elektronide energiat välise elektrivälja abil moduleerida, ütleb Ponomarenko. ”Arvan, et oleme sillutanud tee grafeenipõhiste integreeritud seadmete valmistamiseks,” lisab ta.

“Meie valmistatud transistor on oluline saavutus, aga sellest veelgi tähtsam on arendatud komposiitpõhimõte,“ lisab Geim. „Tunnelleerumise efektil töötav transistor on vaid näide lõpututest kihtstruktuur-seadmetest ning materjalidest, mis meie meetodil valmistatavad on,“ lisab Novoselov.

Teadusrühm keskendub edasises uurimistöös grafeeni kombineerimisele teiste 2D materjalidega. „On oluline teada, millised on meie tunneltransistoride tööomadused nano-mastaabis, ning leida töösageduse ülempiirid,“ lisab Ponomarenko.

Allikas: NanotechWeb

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Grafeeni abil parem dopingukontroll
  2. Grafeenipõhise fotoelemendi uus efektiivsusrekord
  3. Mikroskoopilised juhtmed ämbliku võrguniidist
  4. Uut tüüpi grafeenipõhine patarei
  5. Veelgi huvitavam grafeen
  6. Defektid võivad grafeensensoreid paremaks muuta
  7. Grafeeni valmistamine madalal temperatuuril
  8. Grafeenmullikestest läätsed
  9. Terahertsise sagedusega leviva kiirguse ohjamine grafeeni abil
  10. Mitmekihiline grafeen püsib jahedana

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Grafeen&Grafaan

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in