这是科学:记者从石墨烯领域



石墨烯的发现 - 一维半导体 - 和它的性能在2004年描述带来了其创作者海姆和Novoselov诺贝尔奖在2010年,但他们的追随者在生活中深入实施,并提供后发现有几十年的各种从<一个应用,独特的材料HREF =“htt​​p://habrahabr.ru/post/223327/”>润滑以真空三极管的。< BR />
在今年年初公布的文章“石墨烯 - 生死»的,在我们的角度来看,部分结果进行分析?广泛实施的石墨烯作为未来微电子的基础。好吧,让我们看看今天,我们可以提供科学家引入石墨烯替代传统材料的框架。

石墨烯摘要 H4> 石墨烯 - 由SP 2 SUP三维材料> -gibridizovannyh碳原子具有许多有趣但从物理性质的观点出发。

最重要和独特的人 - 的电气特性。石墨烯是,一方面,具有几乎为零<一href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%89%D1%91%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B0">запрещённую 区和很轻,电子和空穴,这使它成为一个完美的导体,能够更快地进行信号比地球上任何其他材料。然而藻 2 SUP>个碳原子的杂交也允许变形,得到,例如,绝缘体或半导体。加时,导体和半导体的状态之间的变化依赖于石墨烯带中的宽度。



另一方面它是灵活的,即弯曲,从而表现出独特的和无法实现的抗拉强度 - 约1000京帕,这是比钢高约100倍。甲折叠成管的石墨烯 - 碳纳米管,其也可以在电子设备中使用;其直径范围可从1.5纳米到几百纳米。

最后,他,石墨烯是透明的,那就是完美的替代之路 - 主要是由于印度 - 的ITO acronym>的现代显示,部分LED灯。但是,两维系统本身并不是稳定的。因此,创造一个完全光滑的石墨烯涂层在任何表面上的问题 - 重科学和工程问题。

也许最后的财产,并开始。

LED或LED石墨烯为基础的 H4>
remarochka。 I>如果我们看一下指示灯本身(在灯泡为例),那么它可能不需要在kakchestvo ITO电极的基板,这种相对成功应对最薄的金属触点(这一点,我曾经写过<在另一篇文章中 A HREF =“htt​​p://habrahabr.ru/post/131216/”>)。然而,如果LED阵列上创建一个显示器,在这种情况下,替换的ITO非常希望和有益的,其中包括用于提高显示特性。

因此,在各种基材上的石墨烯涂层的工业方法之一是PECVD法(或<一href="http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma-enhanced_chemical_vapor_deposition">плазменно-химическое气相沉积)。这种技术是在“注射”,载气的甲烷与RF能量和碳沉积在冷衬底的影响下,随后加热的。

在这里,一群来自韩国首尔国立大学的科学家和装备有石墨烯涂层的这种方法,这表明直接的方式来创建一个明亮的蓝色二极管旁路从衬底到衬底转移石墨烯的阶段。这样的LED昂贵的ITO由石墨烯的一个更便宜的衬底取代,并且被用作氮化镓的发光层,它是具有一定标准的行业。

从左至右:电路PECVD安装;二极管和基础材料的布局;二极管 i>的
的电流 - 电压特性
当然,通过改变过程的持续时间,PECVD法,可以得到的涂层厚度变化和石墨分别具有不同的透光性。然而,最小数目的层,如以下所示,提供了光由LED发出的几乎100%的透射率,并且,其结果是,一个更大的外部的电流输出。

层蛋糕LED的部分:从蓝宝石衬底以5-6的石墨烯层的LED I>
表面上
作者还测试了再现性和与来自一个石墨烯衬底的现有技术转移通常用于生长,另一方面,将已在最终器件的比较如下:

交流电)测试在一个周期内的结果的可重复性。 LED的德)的基础上,以在基板(TG)的 i>的
通过直接沉积(DG)和转移,从该衬底转移的石墨烯得到的曲线图的比较
结果不言自明:在获得输出功率的LED自信进取的正常,“标准”技术,最大功率在给定的电流相对小的变化(比较图E)

原创文章ACSNano(DOI:10.1021 / nn405477f) I>

石墨烯的RF-FET,用于与可佩戴电子设备的通信日 h4>的主要问题是真正的可佩戴电子设备,其中已经被嵌入在服装和以任何方式受到注目 - 的具有某些特性的灵活性的结合。寻找解决这一问题,并有专门的科学家以下两篇文章的工作集体。

其中第一个台湾作者提出了一个有趣的方式来创建一个柔性基板,这可能提供了基础穿戴式电子产品的各个要素之间的通信上的场效应晶体管。

因此,我们需要:石墨烯转移到一个灵活的 PET 基板,一点点的铝,使快门和赋予生命的氧气一点点。随着光刻施以快门铝条上的图形,然后将本机室有一对纯0 2 SUB>额外的氛围。我们甚至没有采取化学和扩散会做所有的工作对我们来说,形成了铝和石墨烯之间的电介质阻挡层。后仅剩“zapylit”,即把自己的联系人。

介质阻挡层的石墨烯晶体管非常简单和有趣的电路制造 I>

瞧,大会已准备就绪晶体管。这是它的外观通过电子显微镜的眼睛:

光学图象衬底的FET用扫描电子显微镜 i>的
得到的晶体管的(a)和图像
为了不使孔的读者,而基于石墨烯的试样场效应晶体管的枯燥的技术细节,让我直接去应用潜力的开发。作者收集基于所获得的频率的FET混频器和测试了它,包括通过机械变形。

了解更多关于混频器频率的原理可以读<一href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BC%D0%B5%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0)">тут.对于图片的简要说明:LO - 已知的未调制的频率,相对于它进行变换,射频 - 其频率被转换/调制,中频 - 用于低和高频率的信号的提交和收据

a)该电子混合器基于频率的场效应管的示意图。 b)该频谱。 CD)的RF特性 I>

是什么给了我们?!而且它使我们很微小的换能器元件的射频技术,该技术可以被用于,例如, NFC 的-kommunikatsii之间,例如智能服装内的各个设备。

原创文章ACSNano(DOI:10.1021 / nn5036087) I>

因为我们都在可穿戴电子产品的话题,让我们来看看如何创建基于石墨烯场效应晶体管面料的一个例子。

弯箱完全grafenovski日 h4>对于另一组韩国科学家已经提出了再度产生石墨烯超薄晶体管的制造方法,它由一个特殊的环氧树脂的超薄聚合物衬底。

首先,涂有一层二氧化硅的普通硅衬底上沉积一层薄的聚合物(SU-8)的其上已经是“打印”石墨烯晶体管,然后层的SiO <子> 2 分>简单地溶解,从而分离从基板最薄的膜。当该薄膜可以被转移到几乎任何表面上,包括皮肤或组织。该膜的总厚度! - 小于100nm

创建一个薄膜,超薄型MOSFET的 I>
的过程
然而,问题等待着我们,当这样的转移?这是正确的,这是不是均匀的表面:弯曲,裂纹,折痕 - 一切都可以存在于组织表面。改变晶体管的几何形状后,我们从而改变它的传输特性,包括电荷的迁移率或在栅极的电场分布,即,它证明,在以弯曲的状态的晶体管相同的标称电压开始突然传递电流,而在非应变它就会被锁定。

幸运的是,所有这些问题得以避免,结果发现,在晶体管的位置(在弯曲或在组织上的平坦表面)是不重要的影响晶体管的电气特性。

晶体管不同的人安排的测试 I>

无论如何,像弯曲,拉伸,折叠织物一半:

在弯曲,扭转和拉伸 I>
晶体管测试
和不三思而后行,科学家们决定与开发的技术的帮助下创建一个触觉传感器,可以在9磅,这相当于0.1个大气压,或每平方厘米 2 SUP>百克力的压力检测触摸:

触觉传感器,可以检测0,1千克力/厘米 2 SUP> I>

这项技术可以智能的衣服使用,因为没有需要特殊的设备应用程序(如他们所说,粘贴,忘了),其中,部分磨损,无不适感传感器,心跳,氧气水平,等等。但也许 - 魔鬼韩国科学家们不是在开玩笑 - 和帮助Biorobot生物瓣获取触觉

原创文章ACSNano(DOI:10.1021 / nn503446f) I>当将第一产业基于石墨烯的器件? <表> 2年应付键 TR> 至少3-5年内键 TR> 5年 TD> TR> 从不,石墨烯没有克服硅大堂 TD> TR> TABLE>只有注册用户才可以参与投票。 注册,请。 109人投了反对票。 17人弃权。将希望的石墨烯基LED无ITO(在显示器,例如)? <表> 是的,如果价格低于传统相媲美的特性 TD> TR> 是的,即使价格高于 TD> TR> 没有,因为低可靠性 TD> TR> 没有,因为穷人“,不够”的表现 TD> TR> TABLE>只有注册用户才可以参与投票。 注册,请。 75人投了反对票。 37人弃权。你如何看待一个灵活的,可穿戴电子产品? <表> 我觉得这是件好事。等待执行,并会集中使用 TD> TR> 我觉得这是件好事,但我不会用 - 我不想知道谷歌和我的脉搏仍然 TD> TR> < TR> 这是不可能的,我们将在这一领域可预见的进展情况请参见 TD> TR> 绝对是浪费资源 TD> TR> TABLE>只有注册用户才可以参与在调查中。 注册,请。 102人投了反对票。 19人弃权。

资料来源: habrahabr.ru/post/234401/