ایجاد اتصالات خوب گرافنی با استفاده از گیت‌های معلق

محققان دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید آمریکا اتصالات p-n-p گرافنی با کیفیت بالا ساخته‌اند که دارای گیت بالایی معلق بدون تماس می‌باشد. این طراحی جدید میزان آسیب‌دیدگی گرافن را به حداقل می‌رساند.

محققان دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید آمریکا اتصالات p-n-p گرافنی با کیفیت
بالا ساخته‌اند که دارای گیت بالایی معلق بدون تماس می‌باشد. این طراحی جدید
میزان آسیب‌دیدگی گرافن را به حداقل می‌رساند، کاری که انجام آن تاکنون بسیار
مشکل بوده است. این روش برای ساختن ابزارهای الکترونیکی تمیز با رسانایی
الکترونیکی بالا ضروری است.

گرافن یک ماده نویدبخش برای ساختن ابزارهای الکترونیکی کوچک است، زیرا هم نیمه‌رسانا
بوده و هم یک رسانای الکتریکی خوب به شمار می‌آید. این ماده به عنوان جایگزین
سیلیکون در آینده اعلام شده است.

یکی از ویژگی‌های غیرمعمول گرافن این است که هم دانسیته بار و هم نوع آن را می‌توان
با اعمال گیت‌های الکتروستاتیکی منطقه‌ای به صورت درجا دستکاری کرد. یک گیت از
یک فلز تشکیل می‌شود که توسط یک مانع عایق همانند اکسیدهای فلزی یا پلیمرهای
آلی از صفحه گرافن جدا می‌شود. با این حال چون ضخامت گرافن تنها یک لایه اتمی
می‌باشد، نشاندن مانع عایق (یا هر ماده دیگری) روی آن بسیار دشوار است، زیرا
فرایند رسوب‌دهی از طریق ایجاد مراکز انتشار بار اضافی روی گرافن به آن آسیب
رسانده و رسانایی الکتریکی آن را کاهش می‌دهد.

حال «چون نینگ» و همکارانش با استفاده از خلأ به عنوان مانع عایق، میزان
آسیب‌دیدگی گرافن را به حداقل رسانده‌اند.

لیتوگرافی چندسطحی

محققان کالیفرنیا با استفاده از یک فرایند لیتوگرافی چند سطحی اتصالات مربوطه
را ساختند. در این فرایند از لایه‌های مقاوم مختلفی در شرایط گوناگون استفاده
شده و تنها یک مرحله رسوب‌دهی فلز صورت می‌گیرد. این فرایند ساده ساخت
ساختارهای معلق، ارزان بوده، از آسیب دیدن ابزار جلوگیری کرده و با فناوری
تولید صنعتی CMOS سازگار است. خلأ نیز یک دی‌الکتریک قوی است.

از این روش همچنین برای تولید قطعات متحرک در ابزارهای میکرو و نانو مکانیکی
(MEMS و NEMS) یا برای ایجاد شکاف‌های هوا در قطعات معمولی مبتنی بر سیلیکون
استفاده کرده و بدین طریق مصرف انرژی را کاهش داده و از ایجاد ارتباطات
ناخواسته میان قطعات مجاور جلوگیری کرد.

لائو توضیح می‌دهد که این اتصالات می‌توانند به تشخیص «پارادوکس کلین» نیز کمک
کنند. پارادوکس کلین انتقال کامل ذرات نسبیتی از طریق یک مانع بسیار قوی
نامحدود است.

لنزینگ وسلاگو

او می‌گوید کاربرد هیجان‌انگیز دیگر، لنزینگ وسلاگو می‌باشد که در آن یک اتصال
p-n گرافنی همانند یک لنز الکترونیکی عمل کرده و بارها را در یک نقطه خاص
متمرکز می‌نماید (شبیه یک لنز نوری).