Nanoruban de graphène

Graphène Le graphène n'a pas d'écart entre ses bandes de valence et de conduction, ce qui est essentiel pour les applications électroniques car il permet à un matériau d'activer et de désactiver le flux d'électrons. Mais une bande interdite peut être introduite dans le graphène en réalisant des rubans extrêmement étroits. Par exemple, des réseaux denses de nanorubans de graphène de 10 nm de large peuvent avoir une bande interdite d'environ 0,2 eV. Les nanorubans de graphène (GNR), sont des bandes de graphène d'une largeur ultra-fine (<50 b="b"> Production
En utilisant des précurseurs de petites molécules, les scientifiques ont trouvé un moyen de construire avec précision des nanorubans de graphène et de les fabriquer sous différentes formes. La plupart des voies pour fabriquer du nano-graphène sont descendantes - en partant d'un matériau en vrac et en le décomposant, ce qui a été difficile pour fabriquer des rubans de graphène de taille nanométrique avec une structure définie d'une taille qui serait utile en nanoélectronique. Les GNR à largeur contrôlée peuvent être produits via le processus de nanotomie du graphite illustré par le groupe Berry, où l'application d'un couteau en diamant tranchant sur le graphite produit des nanoblocs de graphite, qui sont exfoliés pour produire des GNR. Les GNR peuvent également être produits en décompressant ou en coupant des nanotubes ouverts. Dans l'une de ces méthodes du groupe Tour, des nanotubes de carbone à parois multiples ont été décompressés en solution par action de permanganate de potassium et d'acide sulfurique. Dans une autre méthode, les GNR ont été produits par gravure au plasma de nanotubes partiellement noyés dans un film polymère. Selon le précurseur utilisé, les scientifiques peuvent réaliser soit des rubans linéaires, soit des zig-zags. Parce que les rubans sont fabriqués en les construisant de bas en haut, ils sont tous identiques en taille et en forme. Plus récemment, des nanorubans de graphène ont été cultivés sur des substrats de carbure de silicium (SiC) à l'aide d'une implantation ionique suivie d'un recuit sous vide ou laser.
Nanoruban le plus étroit
Des chercheurs d'IBM et de l'Université de Californie-Riverside ont réussi à créer les réseaux de nanorubans de graphène épitaxié les plus étroits jamais créés sur une plaquette de carbure de silicium. Chaque nanoruban a une largeur de seulement 10 nm, une taille qui est presque impossible à atteindre en utilisant uniquement la lithographie descendante conventionnelle.
Les chercheurs réalisent un grand nombre de GNR en parallèle couvrant environ 50 % de la zone de canal du dispositif fini pour obtenir circuits intégrés basés sur des GNR avec les densités de courant élevées requises.
Les chercheurs affirment que les GNR peuvent être produits avec des dimensions bien contrôlées ayant des bords lisses pour obtenir des propriétés de transport électronique exceptionnelles. Le processus développé par les chercheurs pour fabriquer les matrices GNR est un processus hybride consistant en une étape de lithographie par faisceau électronique descendante qui peut également être effectuée en utilisant une photolithographie standard avec un masque approprié et une étape d'auto-assemblage ascendante impliquant un bloc gabarit de copolymère comprenant des lamelles alternées des polymères PS et PMMA qui est du poly méthacrylate de méthyle, un thermoplastique transparent.