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混合型石墨烯-氮化硼纳米管开关为世界电子产品带来革新

本文摘要:密西根科技大学的物理教授Yoke Khin Yap率领他的团队仍然致力于石墨烯-氮化硼纳米管数字交换机的研究。石墨烯由于其独有的性能和优势,经常被称作神秘的材料。氮化硼纳米管也是一个十分有益的物质,可以应用于生物和物理领域。 但是这两种材料无法分开应用于电子领域。石墨烯归属于导体,可以使电子无限制地较慢流动。 氮化硼纳米管则是高度绝缘的材料,无法流通电子。当这两种材料融合一起,就可以作为一种数字电源用于。这种电源是掌控手机、电脑、电子医疗设备和其他电子产品的关键。

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密西根科技大学的物理教授Yoke Khin Yap率领他的团队仍然致力于石墨烯-氮化硼纳米管数字交换机的研究。石墨烯由于其独有的性能和优势,经常被称作神秘的材料。氮化硼纳米管也是一个十分有益的物质,可以应用于生物和物理领域。

但是这两种材料无法分开应用于电子领域。石墨烯归属于导体,可以使电子无限制地较慢流动。

氮化硼纳米管则是高度绝缘的材料,无法流通电子。当这两种材料融合一起,就可以作为一种数字电源用于。这种电源是掌控手机、电脑、电子医疗设备和其他电子产品的关键。Yap说道:“问题如何将这两种材料融合在一起。

”只不过解决方案在于,考虑到这两种物质的化学结构,从而最大化地利用其不给定的特点。如图所示为物理学教授Yoke KhinYap研发的混合型石墨烯(灰色)-氮化硼纳米管(粉红色和紫色),这是制取数字电源的关键。纳米级微调基本上,石墨烯的厚度为单层碳原子,而氮化硼纳米管类似于瓶口结构。

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Yap率领的研究团队将石墨烯挤压后,将材料表面标记成小孔,使纳米管通过这些小孔展开生长,最后构成一种类似于点状树皮片的网状材料。Yap说道:“当我们将这两种物质融合在一起后,能制取出有性能更佳的物质。

关键是这些材料有不均衡的带隙(也就是使得电子再次发生光子的自在)。当这两种物质融合后,构成的带隙生产出有所谓的“势垒”,制止电子的流动。

”材料结构引发带隙的变化。石墨烯片就可以导电,而碳纳米管结构制止电子的流动。由于氮化硼纳米管附近大大的电子流合,这种差异最后发展沦为一种电子运动障碍,在两种材料之间的接触点处构成异质结。

这种异质结就是构成数字进/关口的关键。Yap说道:“想象一下,电子就像汽车一样行经在平滑的轨道上,不时地并转呀并转,当遇上楼梯时,不得不暂停行进。

”研究小组早已证实,电源的转换亲率与材料导电/不导电的切换性能高度涉及。非常简单来说,我们研制出的材料,其电源速度比目前石墨烯电源低几个数量级,这就可以使得电子产品的计算速度减少。

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解决问题半导体困境Yap团队的研究结果为未来创立更慢和更加小型的电脑获取了前提。他们的研究是基于早期不不含半导体的晶体管。由于不会散发出大量的热,硅质半导体不能制取成较小的尺寸,混合型石墨烯-氮化硼纳米管则解决了这一障碍。此外,这两种材料具备完全相同的晶格匹配度(原子排序形式),因此作为数字交换机可以防止因原子排序差异带给的电子散射问题。

Yap说明说道:“在电子高速运动的情况下,掌控电子的运动方向是十分困难的,而电子散射可以增加电子的数量,减少电子的运动速度。就像一个弹球机,在遇上障碍后,不会使得球体的运动速度和运动方向发生变化。”未来,Yap和他的团队将找寻新的方法来避免或改良石墨烯的电子散射效应,从而使运营速度更慢的电脑的研发沦为现实。


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