Graphene: Có phải là tương lai cho chất bán dẫn không? Tổng quan về vật liệu, thiết bị và ứng dụng

bởi Yaw Obeng và Purushothaman Srinivasan


In điều này bài báo, we nỗ lực đến tóm tắt các graphene thành phần của chuỗi hội thảo chuyên đề ECS về “Graphene, Ge /III-V, dây nano và vật liệu mới nổi cho hậu CMOS Các ứng dụng. ”1 Mặc dù không đầy đủ và đầy đủ, nhưng một đánh giá trong số các bài báo được trình bày tại hội nghị chuyên đề này cung cấp một bản tóm tắt
cái nhìn sơ lược về tình hình nghiên cứu graphene trong vài năm gần đây năm.

 

Lịch sử của Graphene
Từ năm 1947 trở lại đây, graphene được dự đoán là có các đặc tính điện tử phi thường, nếu nó có thể bị cô lập. một vật liệu đứng tự do, do bản chất không ổn định của nó. A. Geim, K. Novoselov và các đồng nghiệp là những người đầu tiên chế tạo thành công các màng graphene tự do khó nắm bắt, đây là một thành tựu đáng kể. Do đó, giải Nobel Vật lý năm 2,3 được trao cho Geim và Novoselov vì “các thí nghiệm đột phá liên quan đến vật liệu hai chiều graphene” phải được tôn vinh như một sự công nhận về sự khéo léo đáng kể trong vật lý thực nghiệm.

Liên minh Quốc tế về Hóa học Ứng dụng và Tinh khiết (IUPAC) định nghĩa graphene là một lớp carbon đơn của cấu trúc graphite, mô tả bản chất của nó tương tự như một hydrocacbon thơm đa vòng có kích thước gần như vô hạn.5 Do đó, thuật ngữ graphene chỉ nên được sử dụng khi các phản ứng, quan hệ cấu trúc hoặc các thuộc tính khác của một lớp sẽ được thảo luận. Trước đây, các mô tả như lớp than chì, lớp carbon hoặc tấm carbon đã được sử dụng cho thuật ngữ graphene.

Hình 1. Graphene là một khối xây dựng 2D cho các vật liệu dựa trên carbon. Nó có thể được gói lại thành những viên buckyball 0D, cuộn thành các ống nano 1D hoặc xếp chồng lên nhau thành graphite 3D. Hình sao chép với sự cho phép của Nature Mater., 6, 184 (2007).

Hình 1. Graphene là một khối xây dựng 2D cho các vật liệu dựa trên carbon. Nó có thể được gói lại thành những viên buckyball 0D, cuộn thành các ống nano 1D hoặc xếp chồng lên nhau thành graphite 3D. Hình sao chép với sự cho phép của Nature Mater., 6, 184 (2007).

Cuộc đua để cô lập Graphene

Đã có một nỗ lực lâu dài và bền bỉ để tạo ra các màng graphene tự do. Các cách khác nhau để phân lập graphene đã được nghiên cứu. Một trong những nỗ lực sớm nhất được ghi nhận để phân lập graphene là tẩy da chết bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học. Ví dụ, than chì lần đầu tiên được tẩy vào năm 1840, khi C. Schafheutl cố gắng tinh chế "kish" từ các nhà máy luyện sắt bằng cách xử lý nó với hỗn hợp axit sulfuric và nitric.6 Graphit oxit lần đầu tiên được điều chế bởi Brodie vào năm 1859, bằng cách xử lý graphit với hỗn hợp kali clorat và axit nitric bốc khói.7,8 Boehm et al. đã mô tả sự hình thành các phiến cacbon cực mỏng, bao gồm một vài lớp cacbon như được đo bằng TEM, bằng cách “khử cháy oxit graphit khi đun nóng hoặc bằng cách khử oxit graphit trong huyền phù kiềm.”9 Người ta đã lập luận rằng các kỹ thuật chuẩn bị mẫu để tạo ra các mẫu TEM đã dẫn đến sự kết tụ của một lớp graphene đơn lẻ khác vào các phiến kính được mô tả bởi Boehm et al. Trong số những công trình ban đầu này, không có công trình nào là graphene hoặc graphene-oxide “tồn tại tự do” được phân lập hoặc xác định như vậy.

Nhóm của Geim (Hình 2a) đã cô lập thành công graphit mỏng nguyên tử bằng cách sử dụng băng dính để bóc các lớp khỏi các mảnh tinh thể graphitic và sau đó nhẹ nhàng chà xát các lớp mới đó lên bề mặt silicon bị oxy hóa. Họ cũng có thể xác định độ dày của lớp dày này bằng cách sử dụng AFM. Kỹ thuật “băng dính Scotch” của họ rất gợi nhớ đến việc sử dụng băng dính để thường xuyên bóc các tinh thể nhiều lớp (ví dụ, graphite, mica, v.v.), được giữ với nhau bằng lực van der Waals, để lộ ra bề mặt mới.10,11

Trong khoảng thập kỷ trước, nhóm tại Georgia Tech do Walter de Heer đứng đầu đã sử dụng phương pháp tăng trưởng biểu mô để phân lập graphene (Hình 2b). Cacbua silic đã được chọn làm chất nền, và nhóm đã chứng minh rằng graphene biểu mô có thể được tạo ra bằng cách phân hủy nhiệt của SiC có thể được tạo hình và gated.12 Hơn nữa, họ đã chỉ ra rằng graphene biểu mô thể hiện các đặc tính điện tử 2D cũng như các hiệu ứng giam giữ lượng tử và kết hợp lượng tử. Đồng thời, nhóm của Philip Kim tại Đại học Columbia đã sử dụng AFM để tách các lớp graphene ra khỏi graphite một cách cơ học. Họ đã thành công trong việc cô lập một cấu trúc nhiều lớp bao gồm khoảng 10 lớp.13

Hình 2a. (i) Một trong những bức ảnh đầu tiên về graphene cô lập. Họ sử dụng kỹ thuật đơn giản là tách các lớp từ bề mặt than chì (được gọi là tẩy da chết) bằng băng dính. Được sự cho phép của http://physicsweb.org. (ii) Hình ảnh hiển vi điện tử quét độ phân giải cao của graphene. Sao lại với sự cho phép của Physics World, tháng 2006 năm 1, trang 6. (iii) Độ phân giải nguyên tử của các lớp graphit được chiết xuất bằng phương pháp tẩy tế bào chết. Sao chép với sự cho phép của Nature Mater., 185, 2007 (2) Hình 4b. Graphene biểu sinh trên mặt C của 19H-SiC. (i) Hình ảnh TEM của mặt cắt ngang của graphene biểu mô nhiều lớp. (ii) Ảnh STM độ phân giải nguyên tử cho thấy một mạng lục giác. (iii) Hình ảnh AFM. Các đường trắng là 'puckers' trong các tấm graphene. Được phép của Giao dịch ECS, 5 (95), 2009 (XNUMX).

Hình 2a. (i) Một trong những bức ảnh đầu tiên về graphene cô lập. Họ sử dụng kỹ thuật đơn giản là tách các lớp từ bề mặt than chì (được gọi là tẩy da chết) bằng băng dính. Được sự cho phép của http://physicsweb.org. (ii) Hình ảnh hiển vi điện tử quét độ phân giải cao của graphene. Sao lại với sự cho phép của Physics World, tháng 2006 năm 1, trang 6. (iii) Độ phân giải nguyên tử của các lớp graphit được chiết xuất bằng phương pháp tẩy tế bào chết. Sao chép với sự cho phép của Nature Mater., 185, 2007 (2) Hình 4b. Graphene biểu sinh trên mặt C của 19H-SiC. (i) Hình ảnh TEM của mặt cắt ngang của graphene biểu mô nhiều lớp. (ii) Ảnh STM độ phân giải nguyên tử cho thấy một mạng lục giác. (iii) Hình ảnh AFM. Các đường trắng là 'puckers' trong các tấm graphene. Được phép của Giao dịch ECS, 5 (95), 2009 (XNUMX).

 

Gần đây, nhóm của Ruoff đã chế tạo thành công graphene bằng cách sử dụng phương pháp tăng trưởng biểu mô bằng cách lắng đọng hơi hóa học của hydrocacbon trên nền kim loại. Trong trường hợp này, nền kim loại là Cu (Hình 2c).14 Ưu điểm của kỹ thuật này là có thể dễ dàng mở rộng ra diện tích lớn chỉ bằng cách tăng kích thước cơ chất kim loại Cu và hệ sinh trưởng. Nhìn chung, sự tăng trưởng theo phương diện biểu mô của graphene cung cấp một lộ trình hứa hẹn nhất để hướng tới sản xuất, và tiến trình nhanh chóng theo hướng này hiện đang được thực hiện. Tương tự, nhóm của Kong tại MIT cũng đã phát triển graphene bằng chất kết dính trên bề mặt kim loại, chẳng hạn như Ni hoặc Pt (Hình 2c).15 Trong kỹ thuật epitaxy-on-metal này, màng graphene được chuyển lên các chất nền hoạt động thích hợp bằng cách loại bỏ chất nền kim loại chính bằng hóa chất.

Thuộc tính của Graphene

Graphene là một lớp đơn lớp phẳng của sp2 các nguyên tử cacbon được đóng gói chặt chẽ thành một mạng lưới tổ ong hai chiều (2D), là khối xây dựng cơ bản cho các vật liệu dựa trên cacbon (Hình 1). Năm 1947, Wallace sử dụng lý thuyết dải của chất rắn với sự xấp xỉ liên kết chặt chẽ, để giải thích nhiều tính chất vật lý của graphite.3 Trong bài báo đó, tác giả đưa ra một giả định khá thấu thị: “Vì khoảng cách giữa các mặt phẳng mạng của graphit lớn (3.37A) so với khoảng cách lục giác trong lớp 1.42A, nên có thể thu được một giá trị gần đúng đầu tiên trong việc xử lý graphit. bằng cách bỏ qua các tương tác giữa các mặt phẳng và giả sử rằng sự dẫn truyền chỉ diễn ra trong các lớp. " Giả định này làm cho các phân tích tiếp theo có thể áp dụng thuận tiện cho vật liệu mà ngày nay chúng ta biết là graphene.

Hệ thống 2D của graphene không chỉ thú vị bởi chính nó; nhưng nó cũng cho phép tiếp cận vật lý tinh tế và phong phú của điện động lực học lượng tử trong một thí nghiệm trên băng ghế dự bị. Novoselov et al.16 cho thấy rằng sự vận chuyển electron trong graphene về cơ bản được điều chỉnh bởi phương trình Dirac (tương đối tính). Các hạt mang điện tích trong graphene bắt chước các hạt tương đối tính có khối lượng nghỉ bằng không và có tốc độ ánh sáng hiệu dụng, c * ≈ 106 cm- 1s-1. Nghiên cứu của họ đã tiết lộ một loạt các hiện tượng bất thường là đặc trưng của các fermion Dirac 2D. Đặc biệt, họ quan sát thấy độ dẫn điện của graphene không bao giờ giảm xuống dưới giá trị tối thiểu tương ứng với đơn vị lượng tử của độ dẫn, ngay cả khi nồng độ của các hạt tải điện có xu hướng bằng không. Hơn nữa, hiệu ứng Hall lượng tử số nguyên trong graphene là bất thường ở chỗ nó xảy ra ở các hệ số lấp đầy nửa số nguyên và khối lượng cyclotron mc của hạt tải điện không khối lượng trong graphene được mô tả bằng E = mcc*2.

Một trong những khía cạnh hấp dẫn nhất của vật lý được tạo ra nhờ sự cô lập của graphene là sự chứng minh thực nghiệm của cái gọi là nghịch lý Klein — sự xâm nhập không bị cản trở của các hạt tương đối tính qua các rào cản tiềm năng cao và rộng. Hiện tượng này được thảo luận trong nhiều bối cảnh về hạt, hạt nhân và vật lý thiên văn, nhưng các thử nghiệm trực tiếp về nghịch lý Klein bằng cách sử dụng các hạt cơ bản cho đến nay đã được chứng minh là không thể. Katsnelson et al. cho thấy rằng hiệu ứng này có thể được kiểm tra trong một thí nghiệm vật chất cô đặc đơn giản về mặt khái niệm bằng cách sử dụng các rào cản tĩnh điện trong graphene một lớp và hai lớp.17 Do tính chất bất đối xứng của các hạt bán phần của chúng, đường hầm lượng tử trong những vật liệu này trở nên có tính dị hướng cao, khác về chất so với trường hợp của các electron bình thường, không tương đối tính. Các fermion Dirac không khối lượng trong graphene cho phép thực hiện gần đúng thí nghiệm Gedanken của Klein, trong khi các fermion bất đối lớn trong graphene hai lớp cung cấp một hệ thống bổ sung thú vị làm sáng tỏ vật lý cơ bản liên quan.

Bên cạnh những ví dụ về vật lý mới này, graphene đã chứng minh một số tính chất điện tử đáng kinh ngạc, như được minh họa bên dưới.

Tính phí các chất mang trong graphene.—Các điện tử truyền qua mạng tổ ong mất hoàn toàn khối lượng hiệu dụng của chúng, dẫn đến các hạt gần như được gọi là "Dirac-fermion" được mô tả bằng một phương trình giống Dirac chứ không phải phương trình Schrödinger như trong Hình 3a và 3b. Đây có thể được coi là các electron không có khối lượng m0 hoặc như neutrino nhận điện tích e. Bilayer graphene cho thấy một loại bán hạt khác không có phép loại suy nào được biết đến. Chúng là các fermion Dirac lớn được mô tả bằng sự kết hợp của cả hai phương trình Dirac và Schrödinger.

Cấu trúc dải của graphen.—Graphene là một bán kim loại và là một chất bán dẫn không có khe hở (Hình 4a). Ngoài ra, cấu trúc dải điện tử của graphene hai lớp thay đổi đáng kể thông qua hiệu ứng điện trường và khe hở bán dẫn ΔE có thể được điều chỉnh liên tục từ 0.3 đến ≈XNUMX eV nếu SiO2 được sử dụng làm chất điện môi. Một nghiên cứu gần đây của IBM đã cung cấp bằng chứng trong đó vùng cấm năng lượng được điều chỉnh theo thứ tự 0.13 eV bằng cách sử dụng cấu trúc như trong Hình 4b.

Tính dẫn nhiệt và tính linh động.—Graphene là một vật liệu 2D, nơi có rất ít hoặc không có sự tán xạ phonon. Nói chung, các phonon năng lượng thấp trong hệ thống tham gia vào quá trình truyền nhiệt; do đó, nó mang lại độ dẫn nhiệt cao hơn. Graphene thể hiện hiệu ứng điện trường lưỡng cực (Hình 5a) sao cho các hạt tải điện có thể được điều chỉnh liên tục giữa các điện tử và lỗ trống với nồng độ cao tới 1013 cm-2 (Hình 5b), và khả năng di chuyển μ của chúng vượt quá 15,000 cm2 V-1 s-1 ngay cả trong điều kiện môi trường xung quanh. Các chuyển động quan sát được phụ thuộc yếu vào nhiệt độ T, có nghĩa là μ ở 300 K vẫn bị giới hạn bởi sự tán xạ tạp chất, và do đó có thể được cải thiện đáng kể, có lẽ, thậm chí lên đến ≈100,000 cm2 V-1 s-1. Trong graphene, μ vẫn cao ngay cả ở n cao (> 1012 cm-2) trong cả thiết bị được pha tạp chất điện và hóa học, được chuyển thành vận chuyển đạn đạo trên quy mô cận micromet (hiện lên đến ≈0.3 μm ở 300 K).

Hình 2c. Các giai đoạn ban đầu của quá trình phát triển graphen trên Cu. (i) SEM của graphen trên Cu. (ii) Bản đồ Raman của graphene trên SiO2 / Si. Các phần (i) và (ii) được sao chép với sự hỗ trợ của các Giao dịch ECS, 19 (5), 41 (2009). (iii) Màng Graphene được tăng trưởng trên Ni và được chuyển vào wafer Si. Sao chép lại với sự cho phép của Nano Lett., 9, 30 (2009).

Hình 2c. Các giai đoạn ban đầu của quá trình phát triển graphen trên Cu. (i) SEM của graphen trên Cu. (ii) Bản đồ Raman của graphene trên SiO2 / Si. Các phần (i) và (ii) được sao chép với sự hỗ trợ của các Giao dịch ECS, 19 (5), 41 (2009). (iii) Màng Graphene được tăng trưởng trên Ni và được chuyển vào wafer Si. Sao chép lại với sự cho phép của Nano Lett., 9, 30 (2009).

Một dấu hiệu khác về chất lượng điện tử cực cao của hệ thống là hiệu ứng Hall lượng tử (QHE) có thể được quan sát thấy (Hình 5c), trong graphene ngay cả ở nhiệt độ phòng, mở rộng phạm vi nhiệt độ trước đó của QHE thêm hệ số 10. Các ứng dụng của Graphene

Hình 3. (a) Các fermion của Schrödinger; chấm màu xanh lá cây là electron. (b) Các fermion dirac trong graphene. Sao lại với sự cho phép của Tạp chí Khoa học, 324, 1531 (2009)

Hình 3. (a) Các fermion của Schrödinger; chấm màu xanh lá cây là electron. (b) Các fermion dirac trong graphene. Sao lại với sự cho phép của Tạp chí Khoa học, 324, 1531 (2009)

Các đặc tính bất thường của graphene được nêu trong phần trước cùng với: (i) độ trong suốt quang học cao, (ii) tính trơ về mặt hóa học và (iii) giá thành thấp khiến nó trở nên khả thi đối với các ứng dụng công nghiệp. Dưới đây là chi tiết về các ứng dụng tận dụng các đặc tính cụ thể của graphene.

  • Tính di động cao ngay cả ở nồng độ cao nhất do trường E gây ra làm cho các tàu sân bay đi theo đường đạn đạo làm phát sinh thiết bị FET đạn đạo ở 300 K
  • Do tính đối xứng eh và phân tán tuyến tính, nó thích hợp cho các ứng dụng RF và tần số cao như máy dò THz và laser
  • Nó cũng có các ứng dụng trong cảm biến hóa học và các ứng dụng dựa trên MEMS
  • Một lộ trình khác đối với thiết bị điện tử dựa trên graphene là coi graphene như một tấm dẫn điện hơn là một vật liệu kênh có thể được sử dụng để tạo ra một bóng bán dẫn điện tử đơn (SET)
  • FET siêu dẫn và spintronics nhiệt độ phòng
  • Điện cực trong suốt

Một trong những thiết bị khả thi về mặt thương mại dựa trên graphene là RF-FET, vì các đặc tính của nó rất phù hợp cho các ứng dụng công suất thấp / tốc độ cao. IBM đã chứng minh việc chế tạo thành công RF-FET trên tấm wafer 2 inch sử dụng SiC làm chất nền.18 Họ thu được hiệu suất điện vượt trội khi thiết bị tự tạo ra tính di động Hall tốt hơn và I cao hơnD Và gm. Ngoài ra, họ thu được ft tối đa là 170 GHz ở độ dài cổng 90 nm (Hình 6a). Samsung cũng có được những đặc điểm tốt cho một thiết bị RF trên tấm wafer 6 inch19 với mức tăng hiện tại gần 200 GHz ở 0.24 um (Hình 6b).

Hình 4. (a) Cấu trúc dải của graphene. Các dải hóa trị và dải dẫn chạm nhau tại các điểm rời rạc trong vùng Brillouin. Sao lại với sự cho phép của Physics Today, 59 (1), 21 (2006). (b) Hình minh họa (i) về sự mở ra của bandgap trong graphene hai lớp bởi điện trường. (ii) Sơ đồ thiết bị dùng để mở khe hở. (iii) Các đặc tính chuyển giao của FET graphene. Sao chép lại với sự cho phép của IEDM Tech. Digest, 23.1.1, 552 (2010).

Hình 4. (a) Cấu trúc dải của graphene. Các dải hóa trị và dải dẫn chạm nhau tại các điểm rời rạc trong vùng Brillouin. Sao lại với sự cho phép của Physics Today, 59 (1), 21 (2006). (b) Hình minh họa (i) về sự mở ra của bandgap trong graphene hai lớp bởi điện trường. (ii) Sơ đồ thiết bị dùng để mở khe hở. (iii) Các đặc tính chuyển giao của FET graphene. Sao chép lại với sự cho phép của IEDM Tech. Digest, 23.1.1, 552 (2010).

 

Hình 5. (a) Hiệu ứng trường E lưỡng cực trong graphene một lớp. Sự phụ thuộc vào điện áp cổng và nhiệt độ của điện trở suất của mẫu có độ linh động cao (μ ≈ 20,000 cm2 V-1s − 1). (b) ρ so với Vg ở ba nhiệt độ đại diện, T = 0.03K, 77K và 300 K cho thấy các hiệu suất tương tự do tán xạ phonon bằng không. Các phần (a) và (b) được sao chép với sự cho phép của Eur. Thể chất. J. Chuyên đề đặc biệt, Khoa học EDP, Springer-Verlag, 148, 15 (2007). (c) Hiệu ứng Hall lượng tử bất đối Graphene. Sao lại với sự cho phép của Physics Today, 60 (8), 35 (2007).

Hình 5. (a) Hiệu ứng trường E lưỡng cực trong graphene một lớp. Cổng
sự phụ thuộc điện áp và nhiệt độ của điện trở suất của độ linh động cao
mẫu (μ ≈ 20,000 cm2 V-1s − 1). (b) ρ so với Vg ở ba đại diện
nhiệt độ, T = 0.03K, 77K và 300 K cho thấy các hiệu suất tương tự
do tán xạ phonon bằng không. Các phần (a) và (b) được sao chép với sự cho phép
của Eur. Thể chất. J. Các chủ đề đặc biệt, Khoa học EDP, Springer-Verlag, 148,
15 (2007). (c) Hiệu ứng Hall lượng tử bất đối Graphene. Sao chép lại với
phép của Vật lý Ngày nay, 60 (8), 35 (2007).

Trong khi vật liệu k cao được sử dụng làm điện môi cổng trong cả hai trường hợp, h-BN có vẻ là lựa chọn tốt hơn vì vật liệu của nó

tài sản20 gần với graphene (Hình 6c). Cấu trúc là một dạng isomorph cách điện của graphite, giúp tăng cường tính linh hoạt của thiết bị graphene. Tuy nhiên, một vấn đề lớn hạn chế hiệu suất của các thiết bị này là điện trở tiếp xúc kém; các giá trị điện trở tiếp xúc hiện theo thứ tự kilo-ohms.

Một ứng dụng tiềm năng khác của graphene trong tương lai gần là màn hình cảm ứng trong suốt được Samsung trình diễn.21 Sử dụng một con lăn, graphene được trồng CVD đã được chuyển bằng cách ép vào một giá đỡ polyme kết dính và đồng sau đó được khắc đi, để lại màng graphene gắn với polyme. Sau đó, graphene có thể được ép vào chất nền cuối cùng - chẳng hạn như polyethylene terephthalate (PET) - tiếp tục bằng cách sử dụng các con lăn và chất kết dính polymer được giải phóng bằng cách nung nóng. Các lớp graphene tiếp theo sau đó có thể được thêm vào theo cách tương tự, tạo ra một màng graphene lớn. Graphene đã được pha tạp bằng cách xử lý với axit nitric, để tạo ra một điện cực lớn, trong suốt, được chứng minh là hoạt động trong một ứng dụng thiết bị màn hình cảm ứng (Hình 7). Điện cực graphene này có khả năng thay thế các điện cực trong suốt truyền thống được sử dụng trong các ứng dụng như vậy, hiện được làm từ các oxit dẫn trong suốt như ITO. Tuy nhiên, điện cực graphene có độ trong suốt tốt hơn và cứng hơn. Các vật liệu oxit như ITO thường mỏng manh và yếu dẫn đến tuổi thọ hữu hạn; mặt khác, màn hình làm từ graphene nên có tuổi thọ cao.

Hình 6. Độ lợi hiện tại ft, đặc điểm tối đa từ: (a) IBM hiển thị tần số cắt 170 GHz cho chiều dài cổng 90 nm.17 Được sao chép lại với sự cho phép của IEDM Tech. Digest, 9.6.1-9.6.3, 226 (2010); (b) Samsung hiển thị tần số cắt 200 GHz cho chiều dài cổng 0.24 μm.18 Được sao chép lại với sự cho phép của IEDM Tech. Digest, 23.5.1-23.5.4, 568 (2010); và (c) Đặc tính IV bên trong của thiết bị 0.44 um được chế tạo sử dụng BN làm điện môi cổng. Các đường liền nét biểu thị các đường cong phù hợp với mô hình.19 Được sao chép lại với sự cho phép của IEDM Tech. Digest, 23.2.1-23.2.4, 556 (2010).

Hình 6. Độ lợi dòng điện ft, đặc điểm tối đa từ: (a) IBM hiển thị tần số cắt 170 GHz cho chiều dài cổng 90 nm.17 Được sao chép lại với sự cho phép của
Công nghệ IEDM. Digest, 9.6.1-9.6.3, 226 (2010); (b) Samsung hiển thị tần số cắt 200 GHz cho chiều dài cổng 0.24 μm.18 Sao chép có sự cho phép
của IEDM Tech. Digest, 23.5.1-23.5.4, 568 (2010); và (c) Đặc tính IV bên trong của thiết bị 0.44 um được chế tạo sử dụng BN làm điện môi cổng. Đường liền nét
chỉ ra các đường cong phù hợp với mô hình.19 Được sao chép lại với sự cho phép của IEDM Tech. Digest, 23.2.1-23.2.4, 556 (2010).

Về các tác giả

Yaw Obeng có hơn 20 năm lãnh đạo kỹ thuật đã được chứng minh trong các môi trường doanh nghiệp, doanh nhân và học thuật. Hiện tại, ông là Nhà khoa học cấp cao của Văn phòng Chương trình Vi điện tử tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) ở Gaithersburg, Maryland.

Trước đây ông đã từng làm việc với AT&T/Lucent Technologies/ Agere Systems Bell Laboratories và Texas Instruments. Ông cũng đồng sáng lập hai công ty khởi nghiệp (psiloQuest, Inc. và Nkanea Technologies, Inc.) chuyên phát triển các vật liệu mới để chế tạo chất bán dẫn và quang điện tử. Ông là nhà phát minh với hơn 50 bằng sáng chế của Hoa Kỳ và quốc tế, đồng thời đã xuất bản hơn 100 bài báo trên nhiều ấn phẩm kỹ thuật khác nhau. Tiến sĩ Obeng giữ chức vụ giáo sư phụ trợ tại Đại học Clemson và Đại học Central Florida, Orlando, nơi ông đã tư vấn cho một số sinh viên tốt nghiệp. Ông là thành viên của Viện Hóa học Hoa Kỳ. Anh ta có thể được liên lạc tại yaw.obeng@nist.gov.

Purushothaman Srinivasan hiện là Thành viên của Nhân viên Kỹ thuật tại Texas Instruments, Dallas. Ông đã tham gia nghiên cứu và phát triển các thiết bị CMOS tiên tiến cho các ứng dụng công suất thấp với trọng tâm là nhiễu 1 / f. Các hoạt động hiện tại của anh ấy bao gồm tổ chức hội thảo chuyên đề về graphene tại ECS. Ông cũng là thành viên ủy ban điều hành và Chủ tịch thành viên của Ban Khoa học và Công nghệ Điện Điện tại ECS. Ông cũng là thành viên Ban Cố vấn Kỹ thuật SRC và thành viên liên lạc của các dự án khác nhau. Trước khi gia nhập TI, anh đã lấy bằng Tiến sĩ của IMEC, Leuven và NJIT vào năm 2007. Anh dành mùa hè năm 2006 với tư cách là nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu IBM TJ Watson, Yorktown Heights, NY. Anh ấy đã giành được giải Hashimoto cho luận án tiến sĩ xuất sắc nhất của mình năm 2007. Anh ấy là thành viên cấp cao của IEEE, đã biên tập 2 cuốn sách, là tác giả và đồng tác giả của hơn 50 ấn phẩm quốc tế, có 3 bằng sáng chế và cũng là người đánh giá cho ít nhất 6 cuốn. tạp chí, bao gồm Tạp chí của Hiệp hội Điện hóa. Anh ta có thể được liên lạc tại psrinivasan@ tôi. com.

Hình 7. (a) Công nghiệp sản xuất tấm graphene. (b) Công nghệ màn hình cảm ứng trong suốt của Samsung sử dụng graphene. Sao lại với sự cho phép của Nature Nanotechnology, 5, 574 (2010).

Hình 7. (a) Công nghiệp sản xuất tấm graphene. (b) Công nghệ màn hình cảm ứng trong suốt của Samsung sử dụng graphene. Sao chép với sự cho phép của Thiên nhiên
Công nghệ nano, 5, 574 (2010).

nguồn: spr11_p047-052.pdf

Dịch "