稀土金屬可以調節石墨烯的電性能

【據materialstoday網站9月11號報道】美國能源部Ames實驗室的科學家已能成功地控制石墨烯的電子結構。正如他們在Carbon的一篇論文中所報道的那樣，這使得石墨烯晶體管的製造成為可能，其將比現有的硅基晶體管更快且更可靠。

研究人員能夠在理論上推導出石墨烯的電子帶結構可以用諸如鐿和鏑等稀土金屬原子進行改性的機理。這項工作將實驗性地指導在石墨烯層之間和石墨烯層與碳化硅襯底之間插入稀土金屬離子夾層的效果。因為金屬原子是磁性的，它們甚至可以將石墨烯用於自旋電子學，其中數字信息以電子自旋編碼。

「我們正在探索石墨烯新的且更有用的功能，」Ames實驗室高級科學家Michael Tringides說，「我們發現，石墨烯下層的稀土金屬的位置，以及其位於石墨烯及其基底之間的精確位置，對於控制電子帶和調整帶隙至關重要。」

石墨烯是一種二維碳層，自2004年首次生產以來，受到研究人員的廣泛研究。其中的一個原因是電子沿其表面行進得更快，使其成為未來電子技術的理想潛在材料。但是無法控制或調整石墨烯的特性一直是其應用的障礙。

科學家們使用密度泛函理論計算來預測顯示控制帶隙結構所需的配置。博士後研究員Minsung Kim說：「Ames實驗室非常擅長材料的合成，我們使用理論來精確地確定如何調整金屬原子，用計算指導金屬原子放置的位置，以便控制這些量子屬性以理想的方式表現。」

原文來自materialstoday，由材料科技在線團隊翻譯整理

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