石墨烯中蛇形运动的电子

2015-03-16  来源:复材在线  作者:复材在线  浏览次数:1292 收藏  |  分享

科学家发现当他们拉伸或以其他方式操纵石墨烯的蜂窝结构,或者对其施加电场或磁场时,便可直接控制电流。这标志着人类首次成功地直接控制电子的通-断转变,并且毫无损失的引导电子运行。  虽然二维石墨烯的竞争对手不断涌现,但是还没...
科学家发现当他们拉伸或以其他方式操纵石墨烯的蜂窝结构,或者对其施加电场或磁场时,便可直接控制电流。这标志着人类首次成功地直接控制电子的通-断转变,并且毫无损失的引导电子运行。
虽然二维石墨烯的竞争对手不断涌现,但是还没有哪种新材料能像石墨烯那样让电子如同光子一样以如此小的电阻通过。瑞士巴塞尔大学的物理学家一直在研究石墨烯的这种性能,经过对单原子石墨片层多年的试验,他们发现在石墨烯中电子以走特定的轨迹。

在《自然通讯》发表的一篇研究中,科学家发现当他们拉伸或以其他方式操纵石墨烯的蜂窝结构,或者对其施加电场或磁场时,便可直接控制电流。这标志着人类首次成功地直接控制电子的通-断转变,并且毫无损失的引导电子运行。
研究人员将放置在由两个银电极触头和两个金可控电极提供的电场之间的石墨烯进行拉伸,随后施加垂直于石墨烯片层方向的磁场。

研究人员用来解释这种通-断转变现象的机制只能在石墨烯中成立,在其他的二维材料中则不适用。事实上,由于石墨烯缺乏足够的带宽,导致研究人员很难将其应用到电子产品中,但正是这一特性才使得其具有上述通-断转变现象。
通过以这种方式结合电场和磁场,研究人员利用了石墨烯的这种特性引导电子沿着蛇形路线运行:曲线左右交替弯曲。

“石墨烯中的这种纳米开关可以广泛地应用于各种设备,而且其操作可以简单地通过改变磁场或电场来完成,”研究员Christian Sch?nenberger在新闻发布会上说到。正如乔治亚技术研究所的Walt de Heer去年所说的那样,石墨烯纳米带中电子的行为如同光子,这为电子产品的发展开辟了新的途径。

“由于石墨烯中的特性非常优异,我们可以用一种非常特殊的方式来控制石墨烯中的电子。这将产生一种全新的基于室温石墨烯中定向传输的电子设备。这些设备将和我们今天在硅基体上做的设备迥然不同。” de Heer在他的研究中提到。

 

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