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虽然多年来已l有了许多能在石墨烯中生带隙的Ҏ(gu)Q但是仍存在不少反对在数字电(sh)子器件中使用矛_烯的人,他们坚称矛_烯缺乏固有的带隙。不知道他们看到q篇新闻?x)怎么惟?
用肉眼看来,囄内部的虚U三角Ş表示矛_烯中氮原子的最临近区域Q而外部三角Ş的三个角则位于第二和W三临近区域间的?sh)子密集位置?
氮掺杂一直都是在矛_烯里产生E_带隙的众多方法中最有前途的Ҏ(gu)之一Q它实际上是增加了材料的导电(sh)率。现在,国军研究实验?NRL)的研Ih员已l开发出了新的石墨烯氮掺杂技术,该项技术可以精地控制氮掺杂剂在石墨烯晶格中的位置Q这U精性极大地降低了体pȝPq且E_性也有了明显提升?
来自NRL的研Ih员,同时也是该论文的共同作者Cory Cress在接受电(sh)子邮仉访时解释_(d)“掺入矛_烯晶格已l能够通过其他技术完成,包括在生长期和后生长期的退火工艺等。不q,目前已采用的技术在控制掺杂物的位置上存在明昄差异Q包括空间上和深度上的差?如果使用多层矛_烯样?。在一般情况下杂质的置换,比如氮,如果没有额外~陷的话?x)是修改能带l构的理x杂,因ؓ(f)它最好地保持了石墨烯的基本传输能力。?
氮原子作为石墨烯掺杂剂,h十分Ҏ(gu)的性质。这是基于它比碳原子多了一个额外的?sh)子。原子被放|到矛_烯晶格内Ӟ所有的键都保持完整Qƈ且有额外的电(sh)子可以在整个矛_烯层内自q动。这增加了材料中?sh)子的浓?也称为n型掺?Q也相应地增Z导电(sh)性?
先前的研I已l发玎ͼ在石墨烯中制造点~陷(例如U除一个碳原子)不会(x)改变固有的掺杂水qICressҎ(gu)表示Q“换句话_(d)矛_烯中的缺h?sh)中性的Q这样他们就不能可控地引入一个带隙,管~陷散射的增加会(x)降低?sh)子的传输。?
管其它掺杂剂在一定程度上?x)失败,但原子是石墨烯的理想n型掺杂剂QNRL的研Ih员已l用了高温离子注?HyTII)技术来掺入氮原子。由于原子和碳原子有着cM的质量和寸Q成功替换的概率大大提高?
NRL的研Ih员已l在ACS Nano期刊上描qC他们的HyTIIq程Q而表征和量材料的结果发布在Physical Review B上?
在他们的量中,NRL的研Ih员观察到了大的负阻Q磁ȝ寸与原子注入的浓度和带结构的改变相关Q由于原子位于晶格中ƈ且性能是固定的Q因此可以通过控制氮原子的含量_调节?
参与研究的NRL物理学家Q论文的W一作者Adam L. Friedman在新d布会(x)上说Q“这些设备的量l果强烈表明Q我们最l制成了带有可调带隙的石墨烯薄膜Q同时兼有低~陷密度和高E_性的特点。因此,我们推测HyTII矛_烯薄膜在?sh)子或自旋?sh)子这些要求高质量矛_烯的应用领域?x)有着巨大的潜力。?