• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Forskare har tillverkat två typer av trelager grafen med olika elektriska egenskaper

    De schematiska kristallstrukturerna för (a) ABA- och (b) ABC-staplade grafen med tre lager. Upphovsman:Katsuaki Sugawara

    Forskare i Japan har hittat ett sätt att bilda två material, var och en av tre lager grafen. Varje materials grafen staplas olika och har unika elektriska egenskaper. Deras arbete har konsekvenser för utvecklingen av nya elektroniska enheter, som fotosensorer som omvandlar ljus till elektrisk energi.

    År 2004, två forskare insåg att de hade isolerat ett enda lager kolatomer på Scotch -tejp som användes för att rengöra en grafitkristall. Sedan dess, grafen har fångat forskarnas fantasi på grund av dess fascinerande egenskaper. Det är 200 gånger starkare än stål, är mycket flexibel, och det är en utmärkt ledare för elektricitet.

    Grafens kolatomer är ordnade i sexkantar, bildar ett bikakeliknande gitter. Placering av ett lager grafen ovanpå ett annat leder till bildandet av tvålagers grafen. Skikten kan arrangeras i ett av två lägen:centrum för kolheksagonerna i varje lager kan organiseras omedelbart ovanför varandra, kallas AA-stapling, eller de kan förskjutas framåt så att ett hexagoncentrum i ett lager ligger ovanför en kolatom under den, kallas AB-stacking. AB-stapling av två lager av grafen leder till bildandet av ett material med halvledande egenskaper genom att applicera ett externt elektriskt fält.

    Att medvetet stapla tre lager grafen har visat sig vara svårt. Men det kan hjälpa forskare att studera hur de fysiska egenskaperna hos trelagerade material förändras baserat på staplingsorientering. Detta kan leda till utvecklingen av nya elektriska apparater. Forskare vid Japans Tohoku University och Nagoya University har nu tillverkat två olika typer av trelager grafen med olika elektriska egenskaper.

    De värmde kiselkarbid med en av två metoder. I ett experiment, kiselkarbid upphettades till 1, 510 ° C under trycksatt argon. I en annan, det värmdes till 1, 300 ° C i högvakuum. Båda materialen besprutades sedan med vätgas där bindningarna bryts för att bilda enstaka väteatomer. Två typer av trilager grafen bildades sedan. Kiselkarbiden upphettad under trycksatt argon formad till ABA-staplad grafen, där hexagonerna i de övre och nedre skikten var exakt inriktade medan det mellersta lagret förskjutits något. Kiselkarbiden upphettad i ett vakuum som utvecklats till ABC-staplad grafen, i vilket varje lager var något förskjutet framför det under det.

    Forskarna undersökte sedan de fysikaliska egenskaperna hos varje material och fann att deras elektroner betedde sig annorlunda. ABA -grafen var en utmärkt elektrisk ledare, liknande monolager grafen. ABC -grafen, å andra sidan, fungerar mer som AB-grafen genom att den hade halvledaregenskaper.

    "Den nuvarande framgången med selektiv tillverkning av ABA- och ABC-trelagergrafen skulle öka möjligheten för grafenbaserade nano-elektroniska enheter med variabla lagernummer och staplingssekvenser, "avslutar forskarna i sin studie publicerad i tidningen NPG Asia Materials .


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com