Rice Universitesi iki boyutlu elektroniklerle ilgili önemli bir ilerleme kaydetti. Atom kalınlığında iletken ve yalıtkanın birleştirildiği katmanlarla dokular oluştruluyor.
Grafen ve altıgen boron nitrit (h-BN) plakalar halinde birleştirilerek nano ölçekte farklı dokulara dönüştürülmüş. Rice’ın geliştirdiği bu yöntem sayesinde elektronik cihaz üreticileri çok daha ufak üretimler yapabilecek. Her ne kadar Rice’da bulunan teknik kapasite çözünürlüğü 100 nm seviyesinden öteye götüremese de araştırmacılar gerçekte limitin litografik tekniklerle belirleneceğini söylüyor.
Rice araştırmacılarından ve Nature Nanotechnology’deki makalenin eş yazarı Jun Lou, tamamen fonksiyonel cihazların 30 nm, hatta 20 nm genişliğinde devrelerle yapılabileceğini söylüyor. Bu da devreleri şimdiki yarı iletken fabrikasyonundaki ölçekler seviyesine indirmek demek.
H-BN, grafen gibi gözüküyor, aynı kümes atomik yapısına sahip ve iyi bir yalıtkan özelliğinde. Rice’da yapılan daha önceki bir çalışmada grafen ve h-BN kimyasal buhar çöktürme yöntemi ile birleştirilerek elde edilen plakalarda iki malzemenin özelliklerinin birleştiği ve malzemenin elektronik özelliğinin kontrol edilebilir olduğu gösterilmişti.
Bu yeni çalışmada ise daha hassas detaylı grafen dokuları, h-BN plakaları üzerindeki boşluklara yerleştirilebiliyor. Litografik tekniklerle farklı desenlerde yerleştirilmesi mümkün. İki malzeme arasındaki ara yüz, elektron mikroskopu ile görüntülenmiş ve grafenden h-BN’e keskin geçişler gözülebiliyor. Bu sayede manyetik alan büyüklüğü ve şekilleri hassas şekilde kontrol edilebiliyor.
Yeni çalışmada da önce kimyasal buhar çöktürme yöntemi ile başlamış. Sonra lazer kesimli foto rezistanslı örtüler h-BN üzerine yerleştirilmiş ve malzeme argon gazı ile aşındırılmış. Örtüler suyla çıkarıldığında grafen kimyasal buhar çöktürmesi yöntemi ile boşluklarda büyütülmüş ve grafenin h-BN ile kenarlar üzerinden bağ kurması sağlanmış. Bu şekilde oluşturulan hibrit katman alınarak her hangi bir alt katman üzerine yerleştirilebiliyor.
Atomik bağların karakteristiklerinin belirlenmesi ve grafenle h-BN arasındaki sınır üzerinde potansiyel bozuklukların incelenmesi için yapılması gereken çalışmalar olmasına rağmen elektrik ölçümler bileşenlerin kalitesinin oldukça iyi olduğunu gösteriyor.
Ekibin yaptığı açıklama, önemli bir nokta da istenen her şekilde grafenin büyütülebildiği, aşındırılıp, tekrar büyütülebildiği ve bu işlemlerin sonunda her iki malzemenin de kendine özgü özelliklerini kaybetmedikleri yönünde. Yalıtkanlar, yalıtkan olarak kalıyor, karbondan etkilenmiyor ve grafen de kendi özelliğini koruyor.
Adaptasyon: http://www.theengineer.co.uk/sectors/electronics/news/graphene-merged-with-insulator-to-create-2d-electronic-devices/1015371.article#ixzz2JOuYNZXU