Графен может использоваться для увеличения эффективности обычных полупроводников

Графен и полупроводник


Графен, форма углерода, имеющая кристаллическую решетку, толщиной в один атом, уже давно рассматривается в качестве перспективного материала для электроники будущего, для эффективных солнечных батарей, защитных покрытий и множества других областей применения. Однако, исследователи из Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC продемонстрировали, что объединение графена с некоторыми достаточно распространенными материалами позволяет придать этим материалам новые уникальные свойства, что также можно использовать в своих целях.

В ходе экспериментов ученые из лаборатории SLAC изучали свойства некоторых полимерных полупроводниковых материалов, пленка из которых была нанесена на поверхность графеновой пленки. Согласно полученным данным, пленка из полупроводникового материала poly(3-hexylthiophene) P3HT, помещенная поверх графена, обрела способность транспортировать носители электрического заряда гораздо лучше, нежели она была бы расположена на поверхности кремниевой подложки.

"Мы впервые провели измерения параметров процесса переноса электрических зарядов в этих материалах в вертикальном направлении - в направлении, в котором перемещаются заряды в органических фотогальванических устройствах, таких, как солнечные батареи и органические светодиоды" - рассказывает Дэвид Барберо (David Barbero), глава международной группы ученых, которая проводила свои исследования на установке SLAC Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL), - "И мы получили вполне ожидаемые результаты, которые соответствуют разнице в оптических и электрических свойствах у графена и кремния".

Но, в ходе экспериментов ученым удалось обнаружить и весьма неожиданное поведение нового материала. Ранее считалось, что электроны передвигаются быстрее и эффективней по более тонким пленочным материалам, нежели по материалам большей толщины. Однако, группе Барберо удалось зарегистрировать, что пленка полимерного полупроводникового материала P3HT, толщиной в 50 нанометров, депонированного на слое графена, обладает в 50 раз лучшей электрической проводимостью, нежели пленка из того же материала, толщиной в 10 нанометров.

Ученые пришли к заключению, что структура толстой пленки, состоящей из "мозаики" кристаллитов, ориентированных под различными углами, под воздействием графена приобрела упорядоченную форму и превратилась в "тропу" из связанных кристаллов, ориентированных в одном направлении, параллельно слою графена. Такая структура позволяет носителям заряда перемещаться более легче, чем это происходит в самой тонкой пленке.

Используя особенности электрических характеристик новых материалов, являющихся комбинацией графена и пленочных полупроводников, можно получить возможность проектирования нового класса органических электронных устройств, отличающихся высоким быстродействием и низким уровнем потребления энергии. "Первыми областями, которые смогут извлечь немалую выгоду из нашего открытия, станут области производства фотогальванических устройств следующего поколения и гибких электронных устройств" - рассказывает Барберо, - "Но, за счет того, что и графен и полупроводники являются тонкими, легкими и гибкими, у такой электроники имеется практически ничем неограниченные области применения".




Ключевые слова:
Графен, Пленка, Полупроводник, Органический, P3HT, Свойства, Электрическая, Проводимость

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Разработан новый сверхпроводящий материал на основе графена
  • Графен - самое тонкое в мире антикоррозийное покрытие.
  • "Графеновый бигмак" становится большим шагом на пути создания компьютерны ...
  • Графен - основа для создания гибких дисплеев следующего поколения.
  • "Бумага" из графена - новый антибактериальный перевязочный материал.




  • 25 февраля 2015 08:02
    #1 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    нового класса органических электронных устройств, отличающихся высоким быстродействием и низким уровнем потребления энергии.

    Следуя старой традиции, разработчики ПО так нагрузят GUI и не оптимизированными процедурами, что сведут на нет все усилия инженеров. Я один наблюдаю такую тенденцию в развитии полупроводниковой техники современных гаджетов? Честно говоря, я не считаю зарядку смартфона раз в 1-3 дня проблемой только лишь недостаточной емкости аккумуляторов.
        
    25 февраля 2015 08:18
    #2 Написал: ARMINS

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    А туалетную бумагу из графена слабо сделать? Это я к тому,что мы постоянно слышим,что можно сделать из графена. Но что-то я не припомню что из графена уже сделали
        
    25 февраля 2015 09:16
    #3 Написал: Молочный

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    ARMINS,
    конечно winked потому что нет промышленного способа производства графена и пока не предвидится так что все эти изыскания вилами по воде wink
        
    25 февраля 2015 10:33
    #4 Написал: Strain

    Публикаций: 0
    Комментариев: 85
    Молочный, где то я видел видео, как показывали принципы получения графена с помощью карандаша и скотча, который склеивают и расклеивают.
    Промышленное производство: 1000 китайцев, скотч, карандаши.

    Шутка конечно=)

    Если бы производители ПО нормально оптимизировали свои алгоритмы то не нужно было изобретать более мощные вычислительные системы.
    Яркий пример - любой смартфон. Я когда свой купил LG G3 S у меня батарея за ночь в режиме ожидания садилась на 15%, памяти занято 600-700 метров из 850 доступной. Через время вышел рут. Поставил, разобрался что можно удалять что нет. В итоге 0% за ночь батарея, 350 памяти. Вот как то так.

    Хотя именно это двигает прогресс.
        
    25 февраля 2015 18:26
    #5 Написал: ARMINS

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Нужно деньги из графена делать. А лучше слитки. И в каждой стране будут свои графеноволютные запасы. На биржах торговать. А курс на форексе угадывать
        
    25 февраля 2015 20:51
    #6 Написал: argo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 64
    Я своими глазами видел не дорогой агрегат для производства графеновых пленок 2-3 миллиметрового размера.Для производства микро элементов в сегодняшней электронике намного крупней и не надо.и метод очень похож на китайцев со скочем :)))
    Но это довольно большого диаметра карандаш и очень хитрый скоч.
    А самой хитрой является машинка выбирающая искомые цельные куски и вырезающая их из такого скоча лазером, а потом складывающая в коробочки. скотч перестает липнуть и отпускает графен при ультрафиолетовом облучении. Стит машинка всего несколько миллионов долларов,что для завода по производству электронных элементов совсем не так много.
    Если кому нужна, пишите, или разрабатывайте сами.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.