2D材料,不仅与石墨烯有关

2013年12月13日

您已经听到了这个故事:几个科学家发现石墨烯一再从一层石墨上拉出一条胶带。由于其令人难以置信的强度,低重量和电子特性,石墨烯一直流行,但这并不是同类唯一的材料。电气应用还有许多其他2D材料需要考虑 - 其中一些可能与石墨烯一起使用,而另一些可以与石墨烯一起使用。

天然石墨烯

石墨烯具有许多好处和不寻常的材料特性。使用与我的同事丹在他的同事中相同的比较以前的博客文章,石墨烯比钢强约200倍,并且具有比铜更高的电导率和热导率。DAN将高电导率和热导率归因于其高室温电子迁移率超过15,000 cm2/(V-S),最多200,000厘米2/(v-s)某些形式。一个IEEE光谱文章从今年早些时候简单地说出最后一部分:

“例如,在低温下,电子可以像在给定的电压中一样快地通过材料拉动100倍。”

此外,正如我前面提到的那样,该材料的重量也很小 - 实际上不到每平方米不到1毫克。所有这些使天然石墨烯成为创建快速RF晶体管和其他电子产品的绝佳选择。

石墨烯的六角碳原子构型
石墨烯。图像归因于亚历山大

说了这一切,石墨烯处于自然状态并非完全没有限制。正如我们在IEEE光谱文章,天然石墨烯没有半导体材料之类的带隙(或电子激发的阈值),这意味着您无法关闭当前的流量。您可能已经知道,能够进行电流开关对于制作逻辑很重要,这就是为什么半导体硅在现代电子中如此受欢迎的原因。

那途中的研究呢将带盖引入石墨烯?根据我提到的文章,我们可能还不到那儿。可以通过将材料的材料层堆叠在彼此的顶部或将其切成纳米管来引入,尽管他们说这通常会带来重要的副作用:降低电子速度。

其他2D材料

尽管石墨烯研究和制造业正在进行好并广泛讨论,但那里还有其他2D材料尚未被彻底探索,但确实会自行或与石墨烯联合表现出希望。

硝酸硼

硝酸硼, 例如。石墨烯具有Bandgap,硝酸硼很宽带盖 - 与钻石相同。频带隙是如此之大,以至于不适合开关,而是可以制造出良好的绝缘体。就将这种材料与石墨烯结合到创建令人难以置信的薄电路

硝酸硼
硝酸硼。

石墨烯的竞争者,硅是一种单原子厚的硅,可以是在银色表面生长。具有与石墨烯具有类似的材料特性(例如,无质量的狄拉克费米子),硅具有较低的组对称性和更强的自旋轨道耦合,将其进一步迈进了一步,也许使其更适合于与基于硅的电子集成比石墨烯。

硅
硅。图像归因于Ayandatta

Stanene

使用仿真工具,研究人员最近将锡的2D单层与氟原子结合在一起,以产生他们所谓的Stanene,似乎是与石墨烯非常相似。研究人员的项目,Stanene将能够在室温下以100%的效率以100%的效率进行能量,而其中心的表现就像绝缘体。据说支持了四个零耐药数据流量,沿着每个边缘的两个车道沿相反的方向行驶。

换句话说,该材料被认为像是双重的,并排的超导电线。在阻力方面,这种新材料与正常导体之间存在着令人着迷的区别。尽管使用正常导体,较长的电线将提供较大的电阻,但是当涉及Stanene时,这一切都是关于端点与芯片电路接触的位置,导致电阻保持恒定,无论长度如何。

研究人员仍在等待有关其新材料的实验确认,但是如果确实得到证实,Stanene可能是石墨烯以来的下一件大事。

石墨烯研究导致意外发现2D玻璃

自2004年命运的一天以来,石墨烯之旅已经走了很长一段路。gizmag.com,石墨烯研究在2012年催生了世界上最薄的玻璃的意外发现。仅测量两个原子厚,这是一个真正的惊人发现。

当两名康奈尔大学研究人员在连接到石英底物的铜膜上生长石墨烯(通过化学蒸气沉积)时,这是2D玻璃。当研究人员指出石墨烯层变色时,他们决定对其进行测试。那时,他们意识到变色的部分实际上是二氧化硅玻璃 - 在一个分子层中。尽管他们尚未能够再现这些结果,但研究人员推测,这种类型的玻璃可能可能用于纳米技术

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