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        激光技術(shù)可以解決下一代電子產(chǎn)品使用堅(jiān)韌材料的問(wèn)題
        
			
        
				2019-07-01 14:56:30
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        2004年，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種超薄材料，其強(qiáng)度至少比鋼強(qiáng)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(lái)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(jiān)韌材料的問(wèn)題
        

        但要真正有用，石墨烯需要攜帶開(kāi)關(guān)電流，就像硅在計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)用于處理信息的0和1的字符串。
        

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

        這種結(jié)構(gòu)是所謂的“帶隙”。電子需要跳過(guò)這個(gè)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(méi)有帶隙。
        

        普渡大學(xué)的研究人員創(chuàng)造并擴(kuò)大了石墨烯的帶隙，達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的2.1電子伏特。為了起到諸如硅之類(lèi)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(shí)現(xiàn)如此高的帶隙，而不影響石墨烯本身，例如通過(guò)化學(xué)摻雜。我們純粹對(duì)材料施加壓力，”普渡大學(xué)工業(yè)工程教授Gary Cheng說(shuō)，他的實(shí)驗(yàn)室調(diào)查了各種使石墨烯對(duì)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(guò)帶隙。
        

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

        “過(guò)去的研究人員通過(guò)簡(jiǎn)單地拉伸石墨烯來(lái)打開(kāi)帶隙，但單獨(dú)拉伸并不會(huì)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(kāi)放，”Cheng說(shuō)。
        

        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(xué)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(xué)，馬德里高等研究院和加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家一起開(kāi)發(fā)。
        

        在這項(xiàng)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(shuō)，雖然該技術(shù)還遠(yuǎn)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(xué)，磁性和熱性能方面具有更大的靈活性。
        
			

			
          
        
			
        
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