石墨烯获得通断开关


  有一个研究小组提出了一种方法,把石墨烯材料变成半导体,使它能够控制电子流,采用的是激光“通断开关”( on-off switch)。

  石墨烯是迄今发现的最薄最强的材料。它是一层碳原子,只有一个原子厚,但比钢强200倍。它导电性也极其好,热传输也胜过任何其他已知材料。它几乎是完全透明的,但如此紧密,甚至一个氦原子也不能穿透它。尽管有着令人印象深刻的一系列看好的前景,石墨似乎缺乏一种关键的属性,它并没有“带隙”( band gap)。

  带隙是半导体的基本属性,使材料可以控制电子的流动。这种通断属性是计算机的基础,可编码0和1的计算机语言。

  现在,有一组研究人员,他们来自阿根廷国立科尔多瓦和康尼塞塔大学(National University of Córdoba and CONICET),西班牙巴塞罗那卡塔拉纳米技术研究所(Institut Catala de Nanotecnologia)和德国亚琛工业大学(RWTH Aachen University),他们建议,用中红外(mid-infrared)激光照射石墨烯,这可能是一个关键,可以切断传导(switch off conduction),从而改善可能的新型光电器件。

  在《应用物理快报》(Applied Physics Letters)刊登的一篇专题文章中,研究人员报告,这种首例原子模拟(atomistic simulations)导电,采用的是微米大小的石墨烯样品,用激光场(laser field)照射。他们的模拟显示,中红外激光可以打开一个可观察到的带隙,否则这就是一种无缝材料。

  “试想一下,打开灯光,石墨烯传导就会关闭,反之亦然,这将把传导的光转换成电信号,”路易斯•法奥•托雷斯(Luis Foa Torres)说,他是研究员,领导这项合作。他说:“石墨烯与辐射相互作用的问题,也是当前极为关注的话题,可以理解更多的奇特物态,比如拓扑绝缘体等。”