دانشمندان IBM موفق شدهاند براى اولين بار باندگپ الکترونيکى بزرگى را در گرافن در دماى اتاق ايجاد کنند. اين نتيجه مهم مىتواند براى کاربردهاى الکترونيک ديجيتالى گرافن، مانند مدارهاى منطقى و افزارههاى نورى، در آينده حياتى باشد.
گرافن براى ساخت افزارههاى نانوالکترونيکى ايدهآل است، زيرا يک رساناى الکتريکى بسيار خوب است و در ثانى، نازکترين ماده شناخته شده مىباشد. با اينحال، اين حقيقت که گرافن فاقد باندگپ است، باعث محدوديت استفاده آن در الکترونيک ديجيتالى بر پايه سوئيچ جريان شده است.
اخيراً، محققان مطالعه گستردهاى بر روى گرافن دولايهاى آغاز کردهاند که در صورت اعمال يک ميدان الکتريکى عمود مىتواند باندگپ ايجاد کند. با اينحال، تلاشهاى صورت گرفته براى گشودن باندگپ بزرگ در دماى اتاق زياد موفقيتآميز نبوده است و نسبتهاى بزرگ روشن/خاموش فقط در دماهاى بسيار پايين امکانپذير شده است.
اکنون فائدون آووريس و همکارانش از IBM يک ترانزيستور اثر ميدانى (FET) دولايهاى ساختهاند که داراى باندگپ ايجاد شده با ميدان الکتريکى، به اندازه 120meV است و در دماى اتاق داراى يک نسبت روشن/خاموش به بزرگى 100 مىباشد. اين ترانزيستور داراى ساختار FET دودرگاهى است.
آووريس گفت: "کليد عملکرد بالاى اين افزاره در استفاده از يک لايه دىالکتريک درگاهى بديع است. اين لايه دىالکتريک از يک لايه پليمرى نازک در تماس با گرافن تشکيل شده است که بر روى آن فيلم نازکى از HfO2، که داراى ثابت دىالکترک بزرگ است و به روش رسوب لايه اتمى تشکيل شده است، ايجاد شده است".
وجود لايه پليمرى در داخل لايه درگاه باعث ايجاد نسبت روشن/خاموش بالا مىشود. علت اين امر را مىتوان به کاهش پراکندگى حاملهاى بار در داخل گرافن، که به خاطر ناخالصىهاى بار در داخل دىالکتريک اکسيدى ايجاد مىشود، نسبت داد. چون دىالکتريک اکسيدى ديگر در تماس مستقيم با گرافن نيست، اين کاهش اتفاق مىافتد.
آووريس گفت: "در اين حالت، لايه درگاه و ساختار دو- درگاهى به ما اجازه توليد ميدانهاى قوى براى گشودن باندگپ را مىدهد".
اين محققان نتايج خود را در مجلهى Nano Letters منتشر کردهاند.
