La technologie des semi-conducteurs common atteint ses limites en matière de miniaturisation, mais la demande de petits appareils électriques aux performances supérieures proceed de croître. Le groupe de recherche a présenté le nanoruban de graphène le moreover substantial préparé par l’approche ascendante avec des propriétés électriques dépassant celles des semi-conducteurs au silicium, promettant une nouvelle génération d’appareils électroniques miniaturisés.



Avec littéralement l’épaisseur d’un atome de carbone et des propriétés électriques qui peuvent dépasser celles des systems semi-conductrices normal, les nanorubans de graphène promettent une nouvelle génération d’appareils électroniques miniaturisés. La théorie reste cependant bien en avance sur la réalité, les nanorubans de graphène actuels étant en deçà de leur potentiel. Une nouvelle étude collaborative vue dans Communications Components par un projet du CREST, JST Japan, y compris Nara Institute of Science and Engineering (NAIST), Fujitsu Laboratories Ltd. et Fujitsu Ltd., et l’Université de Tokyo rapporte le tout premier graphène à 17 atomes de carbone nanoribbon et confirme qu’il a la in addition petite bande interdite observée à ce jour parmi les nanorubans de graphène connus préparés de manière ascendante.

Les circuits intégrés à grande échelle (LSI) qui utilisent des semi-conducteurs au silicium sont utilisés dans une big gamme d’appareils électroniques, des ordinateurs aux smartphones. Ils soutiennent nos vies et presque tout le reste de nos jours. Cependant, bien que les LSI aient amélioré les performances des périphériques en réduisant la taille des périphériques, la miniaturisation des LSI approche de sa limite. Dans le même temps, la demande commerciale carry on de faire pression sur les entreprises pour qu’elles fabriquent des smartphones as well as performants dans des tailles moreover petites, tandis que la pression de l’industrie exige une fabrication à grande échelle avec des équipements plus petits.



D’autres méthodes et / ou matériaux sont définitivement nécessaires pour résoudre ces problèmes, explique le chef de groupe, le Dr Shintaro Sato, Fujitsu Ltd.

« Les semi-conducteurs en silicium nous donnent de meilleures performances à des tailles in addition petites. Cependant, nous atteignons la limite de la taille des appareils que nous pouvons fabriquer. Ainsi, nous avons des attentes élevées pour les performances des nanorubans de graphène, qui ont des propriétés semi-conductrices qui ne sont qu’un atome d’épaisseur – un matériau 2D « , take note-t-il.

Les nanorubans de graphène sont des buildings en nid d’abeilles et, par rapport au graphène et aux nanotubes de carbone, sont le membre de la famille des semi-conducteurs à foundation de carbone moins connu. Les nanorubans de graphène présentent des propriétés électroniques et magnétiques uniques qui n’apparaissent pas dans le graphène bidimensionnel.

« Il est intéressant de noter que les propriétés électroniques et magnétiques des nanorubans de graphène sont largement ajustées en fonction de la largeur et de la structure des bords. » dit le professeur Hiroko Yamada au NAIST.

Les nanorubans de graphène de variety fauteuil, qui sont un style prometteur de nanoruban pour l’application de l’appareil, affichent une bande interdite dépendante de la largeur. Ils peuvent être classés en trois sous-familles (3p, 3p + 1, 3p + 2), leurs bandes interdites étant inversement proportionnelles à la largeur de ces familles. Fondamentalement, les nanorubans de graphène as well as larges en bordure de fauteuil appartenant à la sous-famille 3p + 2 ont les in addition petites bandes interdites parmi les différents nanorubans de graphène, ayant un potentiel considérable à exploiter dans les appareils basés sur GNR.

Jusqu’à présent, des nanorubans de graphène de 13 fauteuils appartenant à la sous-famille 3p + 1 avec une bande interdite de additionally de 1 eV ont été rapportés, mais Sato, Yamada et ses collègues montrent la synthèse d’un nanoribbon de 17 graphènes appartenant à la sous-famille 3p + 2, qui ont des bandes interdites encore in addition petites.

La synthèse de nanoribbon de graphène était basée sur l’approche ascendante, appelée « synthèse en surface », et une molécule à foundation de dibromobenzène a été utilisée comme précurseur pour la synthèse de nanoribbon de graphène en surface.

« Il existe de nombreuses méthodes pour synthétiser des nanorubans de graphène, mais pour produire des nanorubans de graphène d’une précision atomique, nous avons décidé d’utiliser l’approche ascendante. Le position critical est que la construction du précurseur peut définir la construction ultime des nanorubans de graphène si nous utilisons le approche ascendante « , explique le Dr Hironobu Hayashi du NAIST, qui a également contribué à l’étude.

Microscopie et spectroscopie à effet tunnel par le Dr Junichi Yamaguchi de Fujitsu. Ltd. et la microscopie à force atomique sans get in touch with par le Dr Akitoshi Shiotari et le professeur Yoshiaki Sugimoto de l’Université de Tokyo ont confirmé la construction atomique et électronique des nanorubans de graphène de 17 fauteuils acquis. De plus, la bande interdite obtenue expérimentalement de nanorubans de graphène de 17 fauteuils s’est révélée être de, 6 eV, et c’est la première démonstration de la synthèse de nanorubans de graphène ayant une bande interdite inférieure à 1 eV de manière contrôlée.

« Nous nous attendons à ce que ces nanorubans de graphène de 17 atomes de carbone ouvrent la voie à de nouveaux appareils électroniques basés sur GNR », explique Sato.