Графеновые наноленты сделаны из по-другому легированных сегментовИсследователи, во главе с Романом Фаселом, теперь достигли нового этапа, позволяя графеновым нанолентам, состоящим из по-другому легированных подсегментов расти.
Вместо того, чтобы всегда использовать те же самые «чистые» углеродные молекулы, они использовали дополнительно лакируемые молекулы – молекулы, которым предоставляют «иностранные атомы» в точно определенных положениях в этом азоте случая. Натягивая вместе «нормальные» сегменты с лакируемыми азотом сегментами на золоте (Au (111)) поверхность, так называемые гетеропереходы созданы между отдельными сегментами. Исследователи показали, что они показывают подобные свойства к тем из классического p-n-junction, т.е. соединения, показывающего и положительные и отрицательные заряды через различные области полупроводникового кристалла, таким образом создавая базовую структуру, позволяющую развитие многих компонентов, используемых в полупроводниковой промышленности. p-n соединение заставляет ток течь только в одном направлении. Из-за острого перехода в интерфейсе гетероперехода новая структура также позволяет парам электрона/отверстия быть эффективно отделенными, когда внешнее напряжение применено, как продемонстрировано теоретически теоретиками в Empa и сотрудниками в Ренселлеровском политехническом институте, последний оказывает прямое влияние на урожай власти солнечных батарей.
Исследователи описывают соответствующие гетеропереходы в сегментированных графеновых нанолентах в недавно изданной проблеме Нанотехнологий Природы.Передача графеновых нанолент на другие основания
Кроме того, ученые решили другой ключевой вопрос для интеграции графеновых нанотехнологий в обычную полупроводниковую промышленность: как передать ультраузкие графеновые ленты на другую поверхность? Пока графеновые наноленты остаются на металлическом основании (такой столь же золотой используемый здесь), они не могут использоваться как электронные выключатели.
Золото проводит и таким образом создает короткое замыкание, которое «саботирует» привлекательные полупроводниковые свойства графеновой ленты. Команда Фэселя и коллеги в Максе-Планке-Инститьюте для Исследования Полимера в Майнце преуспели в том, чтобы показать, что графеновые наноленты могут быть переданы эффективно и неповрежденное использование относительно простой гравюры и очистка процесса на (фактически) любое основание, например на сапфир, фтористый кальций или кремниевую окись.
Графен таким образом все больше и больше появляется в качестве интересного полупроводникового материала и желанного дополнения к вездесущему кремнию. Полупроводниковые графеновые наноленты особенно привлекательны, поскольку они позволяют меньший и таким образом больше энергосберегающих и более быстрых электронных компонентов, чем кремний. Однако обобщенное использование графеновых нанолент в секторе электроники не ожидается в ближайшем будущем, частично благодаря вычислению проблем и частично к трудности замены известной обычной основанной на кремнии электроники.
Fasel оценивает, что может все еще взять приблизительно за 10 – 15 лет до того, как первый электронный выключатель, сделанный из графеновых нанолент, может использоваться в продукте.Графеновые наноленты для фотогальванических компонентовФотогальванические компоненты могли также однажды быть основаны на графене. Во второй работе, опубликованной в «Коммуникациях Природы», Паскаль Рюффие – также из лаборатории «nanotech@surfaces» Empa – и его коллеги описывают возможное применение графеновых полос, например в солнечных батареях.
Рюффие и его команда заметили, что особенно узкие графеновые наноленты поглощают видимый свет исключительно хорошо и поэтому очень подходят для использования в качестве слоя поглотителя в органических солнечных батареях. По сравнению с «нормальным» графеном, который поглощает свет одинаково во всех длинах волны, поглощение света в графеновых нанолентах может быть увеличено чрезвычайно способом, которым управляют, посредством чего исследователи «устанавливают» ширину графеновых нанолент с атомной точностью.
Эта работа была поддержана швейцарским Национальным научным фондом, European Science Foundation (ESF), European Research Council (ERC) и Офисом Военно-морского Исследования.