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石墨烯材料的降噪处理

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-02-13
     鑫椤译:2010年8月10日  石墨烯是从石墨材料中剥离出来的由碳原子组成的二维晶体。即仅一层原子厚,电子在其中可以接近光速的速度运行,比在硅中运行的速度快100倍。加之石墨烯具有惊人的韧性和机械强度,该种材料已成为电子行业的潜力之星。然而,好的电子材料应当具有信号传递能力强、噪声传递弱的特性,如何获得高信噪比已成为单层及双层石墨烯,尤其二氧化硅基材或其他电介质上的石墨烯材料需解决的问题。而设备开发商们所遇到的问题之一是缺少好的石墨烯噪声模型。
    一个多机构研究团队,与美国能源部(DOE)分子制造研究中心的劳伦斯柏克莱(Lawrence Berkeley)国家实验室独特的纳米科研组合作,已构建出第一个低频噪声在二氧化硅基材石墨烯中的信噪比模型。其结果表明石墨烯中的噪音模式与在其他电子材料中噪音模式刚好相反。
    Berkeley实验室材料科学家Yuegang Zhang主持了一项研究,结果表明在二氧化硅基材的石墨烯中,背景噪声信号最小的区域,电子密度最低。对于半导体材料,如硅,在电子密度低的区域中背景噪声是最高的。然而,单层石墨烯与双层石墨烯材料中的噪音模式也有显著差异。
    Zhang 说,“在研究工作中,我们采用背栅装置结构简化了石墨烯与二氧化硅基材间的物理相互作用特性,提出了单层与双层石墨烯材料试样的低频噪声特性。”“我们发现在单层石墨烯材料中,无论是在接近或远离电子密度低的区域时,噪声都会降低;有时该区域被称为石墨烯的狄拉克点(Dirac point),并形成了一个M形模式。在双层石墨烯材料中,我们发现了一个类似的狄拉克点附近的降噪现象,但在远离该点时噪声增加,形成了一个V形模式。狄拉克点附近噪声数据与空间电荷的非均匀性有关。”
    加利福尼亚大学(UC)洛杉矶分校电气工程系的物理学家Guangyu Xu,也是该项研究的一位主要作者,他表示影响石墨烯独特噪音模式的空间电荷非均匀性,可能是由于石墨烯与基材界面附近的电荷杂质所造成的。
    Xu说,“我们的实验仔细排除了其他可能影响实验结果的外在因素。”石墨烯中的低频噪声特性模型会为电子设备的制造带来很大的帮助,因为偏置于低噪状态可用于装置的设计。“这能使石墨烯材料获得高信噪比。”(chemeurope.com)

 
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