Grafene drogato per transistor, con il vetro è possibile

Grafene drogato per transistor, con il vetro è possibile

Il sodio contenuto nel vetro comune è già sufficiente per drogare il grafene e renderlo adatto per la produzione di transistor. Scoperta avvenuta quasi per caso

di Andrea Bai pubblicata il , alle 14:27 nel canale Processori
 

Da una collaborazione tra gli scienziati del Brookhaven National Laboratory, della Stony Brook University e del Colleges of Nanoscale Science and Engineering presso il SUNY Polytechnic Institute nasce un nuovo metodo che permette di realizzare strati di grafene adeguatamente drogati per la realizzazione di transistor, grazie al semplice impiego di un supporto vetroso.

Negli ultimi anni il mondo della ricerca ha saputo sviluppare processi economici e scalabili per la realizzazione di dispositivi microelettronici e optoelettronici basati sul grafene, il foglio di carbonio da un atomo di spessore e caratterizzato da elevata mobilità elettronica. L'elevata conduttività e la trasparenza rendono inoltre il grafene un candidato ideale come elettrodo conduttivo in tutte quelle applicazioni dove sono necessari, appunto, elementi trasparenti. E' il caso, per esempio, delle celle solari, degli OLED e in genere dei pannelli per schermi e touchscreen.

Gli scienziati hanno depositato uno strato di grafene su uno strato di vetro sodico-calcico - il vetro comune, delle stesse caratteristiche del vetro usato per finestre e bottiglie - e scoperto che il sodio presente nel vetro può fungere da drogante per il grafene. L'effetto permane in maniera significativa nel grafiene, anche se esposto all'aria per diverse settimane. Il sodio contenuto nel vetro crea un'elevata densità elettronica nel grafene, una caratteristica essenziale e sempre difficoltosa da ottenere.

L'obiettivo iniziale degli scienziati riguardava l'ottimizzazione di una cella solare che contiene grafene su un semiconduttore di diseleniuro di rame-indio-gallio (CIGS) che a sua volta è stato collocato su un substrato di vetro sodico-calcico industriale. Sono stati condotti quindi alcuni test preliminari sul sistema per stabilire un punto di riferimento con cui confrontare gli effetti del drogaggio che sarebbe stato applicato in seguito. Ma già questi test hanno mostrato qualcosa di inatteso: il grafene risultava già adeguatamente drogato senza l'introduzione di nessun altro elemento o sostanza.

In seguito il team ha scoperto che gli atomi di sodio andavano a drogare il grafene formando una situazione molto favorevole per la realizzazione di transistor, dove la differenza nella densità delle lacune è fondamentale per l'azione del transistor stesso. Individuare il meccanismo con cui il sodio agisce come drogante ha richiesto una difficile indagine sul sistema e sulle sue prestazioni a differenti condizioni, tra cui la realizzazione del dispositivo e la misurazione della forza drogante con una vasta gamma di substrati, con e senza sodio.

Gli scienziati hanno ora la necessità di osservare in maniera più approfondita i meccanismi del drogaggio e studiare con più attenzione la robustezza del materiale alle normali condizioni di operatività che è possibile trovare nel mondo reale. I risultati iniziali suggeriscono comunque che il metodo del vetro-grafene offre una maggior resistenza alla degradazione rispetto ad altre tecniche di drogaggio.

8 Commenti
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RAMsterdam25 Febbraio 2016, 15:32 #1
Geniale, cosi se lo smartphone cade a terra puoi andare direttamente a comprarne uno nuovo
alexdal25 Febbraio 2016, 16:29 #2
un circuito con uno strato atomico di un atomo basta un passo a un chilometro per distruggerlo.
andrew0425 Febbraio 2016, 16:30 #3
Grafene... drogato, Grafene con vetro ..... drogatissimo!

Link ad immagine (click per visualizzarla)
rockroll26 Febbraio 2016, 01:59 #4
Originariamente inviato da: alexdal
un circuito con uno strato atomico di un atomo basta un passo a un chilometro per distruggerlo.


La tua è un'iperbole, ma il concetto lo condivido: è quel che ho sempre pensato delle nanotecnologie spinte e della corsa ai nanometri bassi, ma anche macroscopicamente non la penso diversamente riguardo a piccole sollecitazioni meccaniche su apparecchiature miniaturizzate ed in particolare miniconnessioni delicatissime, che per un banalissimo contatto instabile, sul quale non puoi mettere mano con stagno e saldatore come ai tempi d'oro, ti mandano a ramengo il gioiellino. . .
djfix1326 Febbraio 2016, 08:51 #5
Originariamente inviato da: alexdal
un circuito con uno strato atomico di un atomo basta un passo a un chilometro per distruggerlo.


Originariamente inviato da: rockroll
La tua è un'iperbole, ma il concetto lo condivido: è quel che ho sempre pensato delle nanotecnologie spinte e della corsa ai nanometri bassi, ma anche macroscopicamente non la penso diversamente riguardo a piccole sollecitazioni meccaniche su apparecchiature miniaturizzate ed in particolare miniconnessioni delicatissime, che per un banalissimo contatto instabile, sul quale non puoi mettere mano con stagno e saldatore come ai tempi d'oro, ti mandano a ramengo il gioiellino. . .


capisco i riferimenti ma qua si parla di trasistor e da quando i transistor al silicio non si bruciano? non li avete mica mai aperti per ripararli.
chi mai andrebbe a riparare una tegola solare o uno schermo oled con il pixel bruciato?
la fragilità dei materiali a base vetrosa è già presente da decenni, sembra quasi che perchè c'è scritto grafane bisogna dire che non serve a niente.
GTKM26 Febbraio 2016, 09:05 #6
Originariamente inviato da: djfix13
capisco i riferimenti ma qua si parla di trasistor e da quando i transistor al silicio non si bruciano? non li avete mica mai aperti per ripararli.
chi mai andrebbe a riparare una tegola solare o uno schermo oled con il pixel bruciato?
la fragilità dei materiali a base vetrosa è già presente da decenni, sembra quasi che perchè c'è scritto grafane bisogna dire che non serve a niente.


Veramente, non so più da quanti mesi si stia parlando delle innumerevoli "rivoluzioni" realizzabili col grafene. Vedremo se prima o poi diventeranno realtà. Almeno qualcuna, dai.
Bellaz8926 Febbraio 2016, 13:55 #7
Guardate che materiali vetrosi (SIO2 in primis) sono presenti da sempre nei processi costruttivi CMOS. Non vedo perchè scandalizzarsi tanto. Le forze presenti nei legami interatomici di questi materiali sono solitamente in proporzione molto più intense di quelle sperimentabili su scala umana. Così come un chip CMOS da 22nm cadendo a terra non si rompe, allo stesso modo non lo farà un chip in grafene
Bellaz8926 Febbraio 2016, 14:05 #8
Originariamente inviato da: rockroll
La tua è un'iperbole, ma il concetto lo condivido: è quel che ho sempre pensato delle nanotecnologie spinte e della corsa ai nanometri bassi, ma anche macroscopicamente non la penso diversamente riguardo a piccole sollecitazioni meccaniche su apparecchiature miniaturizzate ed in particolare miniconnessioni delicatissime, che per un banalissimo contatto instabile, sul quale non puoi mettere mano con stagno e saldatore come ai tempi d'oro, ti mandano a ramengo il gioiellino. . .


Purtroppo è così. Sapessi le imprecazioni a saldare SMD in questi giorni. Però la miniaturizzazione e la sofisticazione sono vie inevitabili per ottenere alte velocità e alte densità di dati.

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