(PhysOrg.com) -- "Graphene har varit föremål för intensiv fokus och forskning i några år nu, " berättar Philip Kim PhysOrg.com . "Det finns forskare som anser att det är möjligt att grafen kan ersätta kisel som en halvledare inom elektronik."

Kim är vetenskapsman vid Columbia University i New York City. Han har arbetat med Melinda Han och Juliana Brant för att försöka komma på ett sätt att göra grafen till en möjlig ersättning för kisel. Mot det målet, de har tittat på sätt att övervinna några av problemen i samband med att använda grafen som halvledare i elektroniska enheter. De presenterade några idéer för elektrontransport för grafen in Fysiska granskningsbrev :"Elektrontransport i störda grafen nanorribbons."

"Grafen har hög rörlighet, och mindre spridning än kisel. Teoretiskt sett, det är möjligt att göra mindre strukturer som är mer stabila på nanonivå än de som är gjorda av kisel, " säger Kim. Han påpekar att när elektroniken fortsätter att krympa i storlek, intresset för att hitta hållbara alternativ till kisel kommer sannolikt att öka. Grafen är en bra kandidat på grund av den höga elektronrörlighet det erbjuder, dess stabilitet i så liten skala, och möjligheten att man skulle kunna komma på olika apparatkoncept för elektronik.

Det finns problem med grafen, fastän. "För det första, grafen har inget bandgap, och det är viktigt för drift av halvledarenheter, ” påpekar Kim. "Tidigare, vi fann att du kan skapa ett energigap genom att skära grafen i remsor, skapa nanoband..” Naturligtvis, nu när forskare kan använda nanoband för att skapa ett energigap, en ny uppsättning utmaningar har uppstått. "Klyftan är inte så enkel som vi först trodde. Vi har nya komplikationer att hantera nu i hur energigapet beter sig.”

Kim och hans kollegor upptäckte att nanorbanden har en grov kant, skapa mer spridning än de skulle vilja. "Det finns bra kontroll upp till nanometern, " han säger, "men kontrollen är inte lika exakt på atomnivå." En annan fråga är att nanorbanden sitter på ett underlag, lägga till mer oordning. "Vår tidning här handlar mest om att identifiera dessa problem, så att vi bättre kan förstå hur grafen nanoband kan användas i framtiden, ” insisterar Kim. "Vi vill förstå naturen av energigapet så att vi kanske kan konstruera jämnare atomära kanter och skapa ett bättre substrat som inte inducerar störningspotential."

Med kunskapen om hur man skapar ett energigap med tillgängliga grafen nanorband, och med några av egenskaperna hos gapet identifierade, det är möjligt att börja göra ändringar. "Jag är hoppfull att vi i framtiden kanske kan använda grafen för att konkurrera med kisel, " säger Kim. "Den höga rörligheten hos grafen gör det till en bra kandidat, och eftersom det sannolikt är mer stabilt på nanoskala, det finns verklig potential. Dock, vi måste kunna lösa några av dessa andra problem först. Men vi är på god väg.”

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivs eller omdistribueras helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.