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      激光技術(shù)可以解決下一代電子產(chǎn)品使用堅韌材料的問題
      
			
      
				2019-07-01 14:56:30
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      2004年，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種超薄材料，其強度至少比鋼強100倍，是最著名的熱電導(dǎo)體。
      

      這意味著石墨烯材料可以帶來比硅更快的電子產(chǎn)品。
      

      激光技術(shù)可以解決下一代電子產(chǎn)品使用堅韌材料的問題
      

      但要真正有用，石墨烯需要攜帶開關(guān)電流，就像硅在計算機芯片上以數(shù)十億晶體管的形式所做的那樣。此切換創(chuàng)建計算機用于處理信息的0和1的字符串。
      

      普渡大學的研究人員與密歇根大學和華中科技大學合作，展示了激光技術(shù)如何能夠永久地將石墨烯強化為具有允許電流流動的結(jié)構(gòu)。
      

      這種結(jié)構(gòu)是所謂的“帶隙”。電子需要跳過這個間隙才能成為傳導(dǎo)電子，這使得它們能夠承載電流。但石墨烯自然沒有帶隙。
      

      普渡大學的研究人員創(chuàng)造并擴大了石墨烯的帶隙，達到創(chuàng)紀錄的2.1電子伏特。為了起到諸如硅之類的半導(dǎo)體的作用，帶隙需要至少是0.5電子伏特的先前記錄。
      

      “這是第一次努力實現(xiàn)如此高的帶隙，而不影響石墨烯本身，例如通過化學摻雜。我們純粹對材料施加壓力，”普渡大學工業(yè)工程教授Gary Cheng說，他的實驗室調(diào)查了各種使石墨烯對商業(yè)應(yīng)用更有用的方法。
      

      帶隙的存在允許半導(dǎo)體材料在絕緣或傳導(dǎo)電流之間切換，這取決于它們的電子是否被推過帶隙。
      

      研究人員表示，超過0.5電子伏特可以為下一代電子設(shè)備中的石墨烯帶來更多潛力。他們的工作出現(xiàn)在Advanced Materials的一期。
      

      “過去的研究人員通過簡單地拉伸石墨烯來打開帶隙，但單獨拉伸并不會使帶隙變寬。你需要永久性地改變石墨烯的形狀以保持帶隙開放，”Cheng說。
      

      Cheng和他的合作者不僅保持了石墨烯中的帶隙，而且還使其可以將間隙寬度從零調(diào)整到2.1電子伏特，使科學家和制造商可以根據(jù)他們的需要選擇使用石墨烯的某些特性。要做的材料。
      

      研究人員利用激光沖擊印跡技術(shù)在石墨烯中使帶隙結(jié)構(gòu)永久化，Cheng 于2014年與哈佛大學，馬德里高等研究院和加州大學圣地亞哥分校的科學家一起開發(fā)。
      

      在這項研究中，研究人員使用激光產(chǎn)生沖擊波脈沖，穿透下面的石墨烯片。激光沖擊將石墨烯應(yīng)變到溝槽狀模具上 - 永久地塑造它。調(diào)節(jié)激光功率可調(diào)節(jié)帶隙。
      

      Cheng說，雖然該技術(shù)還遠未將石墨烯放入半導(dǎo)體器件中，但該技術(shù)在利用材料的光學，磁性和熱性能方面具有更大的靈活性。
      
			

			
        
      
			
      
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