Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. а) Общий вид полевого транзистора. b) Пропускание электронов в случае оптически управляемого механизма (слева) и p-n управляемого механизма (справа).
Рисунок 2. а) На диаграмме показано преобладание того или иного механизма, в зависимости от концентрации носителей заряда под верхним затвором (n1) и за его пределами (n2). b)-d) На диаграммах представлены плотности тока для трех механизмов управления.
Рисунок 3. Зависимость эффективности пропускания электронов от напряжения, подаваемого на верхний затвор при постоянном напряжении на обратном затворе (-10 В) для различных величин неупорядоченности на p-n переходе.

Графеновый электроновод

Ключевые слова:  волновод, графен

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

27 февраля 2011

Графен не перестает удивлять все новыми областями применения, где его предполагают использовать. На этот раз коллективом американским коллективом исследователей ему было поручено выполнять роль волновода ("электроновода"). Для этого учеными был собран полевой транзистор (с двумя дополнительными контактами), в котором показатель преломления (который для графена пропорционален энергии Ферми) под верхним затвором (ε1), варьировался путем изменения напряжения на верхнем и обратном затворе, а за его пределами (ε2) - изменением напряжения на обратном затворе. Когда |ε1| превышает |ε2|, то устройство работает в режиме волновода с критическим углом θс=sin-1(|ε1|/|ε2|). Такой механизм авторы назвали оптически управляемым (OPG - optical guiding).

Однако это не единственный механизм реализации графенового "электроновода". Известно, что миграция электронов через p-n переход графена падает по экспоненте при увеличении угла падения, отсчитываемого от нормали к границе. Поэтому при больших углах будет наблюдаться почти полное отражение электронов. Поэтому в биполярном полевом транзисторе роль электроновода выполняет n-область. Такой механизм ученые назвали p-n управляемым (PNG - p-n guiding). Кроме того, в зависимости от подаваемого на верхний и обратный затворы напряжения может наблюдаться смешанный механизм управления.

Чтобы оценить эффективность такого "электроновода" исследователи сравнили ток, подаваемый на инжекторный электрод (i) с током, детектируемым на коллекторном электроде (c), и ввели величину Ω=Тicii, где Тnm - вероятность прохождения тока от контакта n к контакту m. За точку отсчета принимается величина Ω(ε1, ε1), соответствующая одинаковым коэффициентам преломления для обеих областей графена, тогда качественной мерой пропускания "электроновода" будет разность величины Ω(ε1, ε2) для рассматриваемого случая с различными показателями преломления ε1 и ε2 и точки отсчета Ω(ε1, ε1), которая обозначается γ(ε1, ε2). В целом, в эксперименте наблюдается следующая закономерность - ΩOPGOPF/PNGPNG.

Эффективность "электроновода" может быть увеличена, если перпендикулярно p-n переходу приложить магнитное поле. Так при приложении магнитного поля, с величиной индукции 5 Тл, γ увеличилась почти в 2 раза (с 0.24 до 0.50).


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Владимир Владимирович, 27 февраля 2011 15:31 
"его предполагают использовать" - это единственное, что хорошо известно о графене


Я вижу Вы, Серго Шотович, графеноскептик!
А в элементах солнечных батарей возможно применение, или это ой как далеко?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанопаркет
Нанопаркет

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.