在掃清石墨烯納米電子學(xué)太赫茲障礙的路上
2015年07月21日 9:46 4485次瀏覽 來源： 新材料在線 分類： 新材料前沿
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯的電傳導(dǎo)時(shí)間在皮秒數(shù)量級(jí)，1皮秒為一萬億分之一秒，與描述氣體熱性能的基本定律相同。對于石墨烯電傳導(dǎo)，這種更簡單的熱力學(xué)方法將使科學(xué)家和工程師們不僅可以更好地理解，而且可以更好地提高石墨烯納米電子設(shè)備性能。
太赫茲場與石墨烯間的相互作用導(dǎo)致有效電子加熱，反過來強(qiáng)烈地改變石墨烯的電導(dǎo)率(圖片來源：馬克斯普朗克聚合物研究所Zoltan Mics)
來自馬克斯普朗克聚合物研究所(MPI-P)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，石墨烯中的電傳導(dǎo)時(shí)間在皮秒數(shù)量級(jí)，1皮秒為一萬億分之一秒，與描述氣體熱性能的基本定律相同。對于石墨烯電傳導(dǎo)，這種更簡單的熱力學(xué)方法將使科學(xué)家和工程師們不僅可以更好地理解，而且可以更好地提高石墨烯納米電子設(shè)備性能。
研究人員發(fā)現(xiàn)，通過石墨烯的超快電流能量被非常有效地轉(zhuǎn)換成電子熱量，使石墨烯電子表現(xiàn)得像熱氣。“熱量均勻地分布在所有的電子上。通過電流會(huì)引起電子溫度的上升，反過來對石墨烯的導(dǎo)電性能產(chǎn)生很大影響。”MPI-P主任Mischa Bonn教授解釋說。這項(xiàng)題為“石墨烯中超快電荷傳輸熱力學(xué)圖像”的研究論文被發(fā)表在最新的《自然通訊》期刊中。
石墨烯，單層碳原子片，被認(rèn)為是良好的導(dǎo)電體。因此，石墨烯在現(xiàn)代納米電子學(xué)領(lǐng)域具有大量的應(yīng)用，從光學(xué)和無線通訊高效探測器到高速工作的晶體管。對于通訊帶寬不斷增加和電子設(shè)備更快操作時(shí)間的需求，推動(dòng)研究使響應(yīng)時(shí)間縮短到皮秒數(shù)量級(jí)。“這項(xiàng)研究結(jié)果將有助于提高石墨烯納米電子設(shè)備的性能，如超高速電晶體管和光探測器”在MPI-P領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究Dmitry Turchinovich教授說。特別是他們打破了太赫茲的速度障礙，即石墨烯晶體管每秒一萬億次振蕩。
責(zé)任編輯：徐婷
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