Добавить новость
ru24.net
News in English
Декабрь
2022

At The Edge Of Graphene-Based Electronics

0

A pressing quest in the field of nanoelectronics is the search for a material that could replace silicon. Graphene has seemed promising for decades. But its potential faltered along the way, due to damaging processing methods and the lack of a new electronics paradigm to embrace it. With silicon nearly maxed out in its ability to accommodate faster computing, the next big nanoelectronics platform is needed now more than ever.

Walter de Heer, Regents’ Professor in the School of Physics at the Georgia Institute of Technology, has taken a critical step forward in making the case for a successor to silicon. De Heer and his collaborators developed a new nanoelectronics platform based on graphene — a single sheet of carbon atoms. The technology is compatible with conventional microelectronics manufacturing, a necessity for any viable alternative to silicon. In the course of their research, published in Nature Communications, the team may have also discovered a new quasiparticle. Their discovery could lead to manufacturing smaller, faster, more efficient, and more sustainable computer chips, and has potential implications for quantum and high-performance computing.

“Graphene’s power lies in its flat, two-dimensional structure that is held together by the strongest chemical bonds known,” de Heer said. “It was clear from the beginning that graphene can be miniaturized to a far greater extent than silicon — enabling much smaller devices, while operating at higher speeds and producing much less heat. This means that, in principle, more devices can be packed on a single chip of graphene than with silicon.”

In 2001, de Heer proposed an alternative form of electronics based on epitaxial graphene, or epigraphene — a layer of graphene that was found to spontaneously form on top of silicon carbide crystal, a semiconductor used in high power electronics. At the time, researchers found that electric currents flow without resistance along epigraphene’s edges, and that graphene devices could be seamlessly interconnected without metal wires. This combination allows for a form of electronics that relies on the unique light-like properties of graphene electrons.

“Quantum interference has been observed in carbon nanotubes at low temperatures, and we expect to see similar effects in epigraphene ribbons and networks,” de Heer said. “This important feature of graphene is not possible with silicon.”

Building the Platform

To create the new nanoelectronics platform, the researchers created a modified form of epigraphene on a silicon carbide crystal substrate. In collaboration with researchers at the Tianjin International Center for Nanoparticles and Nanosystems at the University of Tianjin, China, they produced unique silicon carbide chips from electronics-grade silicon carbide crystals. The graphene itself was grown at de Heer’s laboratory at Georgia Tech using patented furnaces.

The researchers used electron beam lithography, a method commonly used in microelectronics, to carve the graphene nanostructures and weld their edges to the silicon carbide chips. This process mechanically stabilizes and seals the graphene’s edges, which would otherwise react with oxygen and other gases that might interfere with the motion of the charges along the edge.

Finally, to measure the electronic properties of their graphene platform, the team used a cryogenic apparatus that allows them to record its properties from a near-zero temperature to room temperature.

Observing the Edge State

The electric charges the team observed in the graphene edge state were similar to photons in an optical fiber that can travel over large distances without scattering. They found that the charges traveled for tens of thousands of nanometers along the edge before scattering. Graphene electrons in previous technologies could only travel about 10 nanometers before bumping into small imperfections and scattering in different directions.

“What’s special about the electric charges in the edges is that they stay on the edge and keep on going at the same speed, even if the edges are not perfectly straight,” said Claire Berger, physics professor at Georgia Tech and director of research at the French National Center for Scientific Research in Grenoble, France.

In metals, electric currents are carried by negatively charged electrons. But contrary to the researchers’ expectations, their measurements suggested that the edge currents were not carried by electrons or by holes (a term for positive quasiparticles indicating the absence of an electron). Rather, the currents were carried by a highly unusual quasiparticle that has no charge and no energy, and yet moves without resistance. The components of the hybrid quasiparticle were observed to travel on opposite sides of the graphene’s edges, despite being a single object.

The unique properties indicate that the quasiparticle might be one that physicists have been hoping to exploit for decades — the elusive Majorana fermion predicted by Italian theoretical physicist Ettore Majorana in 1937.

“Developing electronics using this new quasiparticle in seamlessly interconnected graphene networks is game changing,” de Heer said.

It will likely be another five to 10 years before we have the first graphene-based electronics, according to de Heer. But thanks to the team’s new epitaxial graphene platform, technology is closer than ever to crowning graphene as a successor to silicon.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




От пчелы до экосистемы: музей, который сохраняет Алтай

Более 1000 человек приняли участие в ежегодном благотворительном МедЗабеге

Лариса Анатольевна Болтенкова: Жить и трудиться – это и есть счастье

«Сама она не пройдет»: депрессия – душевное расстройство, которое нужно лечить


JPMorgan Chase partners with Coinbase to launch deposit token for institutional clients

Infamous author James Frey gets spanked by lit establishment amid kinky book launch

‘Big Short’ investor warns the precarious tariff environment reminds him of WWI—and a trade war would send the U.S. into a recession

Traversal emerges from stealth with $48 million from Sequoia and Kleiner Perkins to reimagine site reliability in the AI era


Врач-косметолог Мадина Осман: как избавиться от темных кругов под глазами

В Сочи наградили победителей фестиваля-конкурса национальной патриотической песни «Красная гвоздика» имени Иосифа Кобзона

Просыпаемся....

Киберэксперт предупредила о фишинге через уязвимость Roundcube Webmail


Все в шоке: игры, которые взорвут ваш мозг

Playdigious портирует лингвистическую головоломку Chants of Sennaar

Elon Musk's latest gaming take is ruthlessly mocked by Bioshock fans: 'Probably thinks Andrew Ryan was the hero'

Тактическая стратегия Spaceland вышла за пределами Apple Arcade



Петербургский международный экономический форум стартовал

Смбат Алиханян: "Катар - зачем русскоязычным предпринимателям открывать бизнес в Дохе?"

Moscow SalonWeek 2025 соберет лидеров beauty-индустрии для обмена практическим опытом

Пожар в театре Щукина в Москве: эвакуация и работа МЧС на Новом Арбате




Президент Индонезии Субианто: Россия и КНР всегда сражаются за справедливость

Старовойт сообщил о применении цифровых решений на ВСМ Москва – Петербург

Путин: Открытый диалог — шаг к формированию новой глобальной модели роста

Во Владивостоке стартовал второй этап Спартакиады ведомственной охраны Минтранса России


Билайн и «Инфомаксимум» заключили соглашение о сотрудничестве в области ИИ

Севастополь стал субъектом-лидером в рейтинге АСИ по развитию инфраструктуры технологии и связи

Путин: Россия и Китай только оформляю новый миропорядок

Работа в команде. Студенты подали 22,7 тыс. заявок на стажировки в Сбере


Двухкратная победительница Уимблдона Квитова завершит карьеру после US Open

Двукратная чемпионка Уимблдона объявила о завершении карьеры

Теннисист Медведев одержал 400-ю победу на турнирах ATP

Елена Рыбакина вышла во второй круг турнира WTA-500 в Берлине


Кибершпионы атакуют госструктуры через малоизвестную уязвимость в Windows

Война за отходы. Что поможет победить завалы на мусорных площадках

Путин назвал регионы — лидеры рейтинга инвестклимата в России в 2025 году

Росгвардейцы задержали мужчину, устроившего стрельбу в Москве


Музыкальные новости

Рэперша Карди Би впервые опубликовала фото младшей дочери

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Концерт классической музыки пройдет в музее-заповеднике «Царицыно»

Дали джазу. На фестивале культуры ПМЭФ Бутман отыграл сейшн с детьми



Смбат Алиханян: "Катар - зачем русскоязычным предпринимателям открывать бизнес в Дохе?"

Moscow SalonWeek 2025 соберет лидеров beauty-индустрии для обмена практическим опытом

РЖД и Желдорреммаш подписали соглашение о долгосрочном сотрудничестве

Сотрудники Дмитровского отдела вневедомственной охраны Росгвардии по Московской области провели урок мужества в рамках акции "Каникулы с Росгвардией"


Сергей Собянин. Главное за день

«МТС Live Лето» в «Лужниках»: более 25 фестивалей, лайвов и музыкальных открытий под открытым небом

Обложки пластинок "A Single Man" (The Rocket Record Company, 1978) и "Поёт Элтон Джон" (Мелодия, 1980)

Старовойт сообщил о применении цифровых решений на ВСМ Москва – Петербург


Шесть собак и кошек обнаружили в неправильно припаркованных авто в Москве

На юго-востоке Москвы из-за крупного ДТП перекрыли движение

В Кирове изменили схему движения авто на перекрестке улиц Горького и Московской

Строительство автодороги «Северный обход Омска» утвердили на ПМЭФ


Путин: системы наблюдения с ИИ позволили снизить уровень нарушений в Москве

Контакт Путина и Мерца: Вагенкнехт советует канцлеру сделать шаг навстречу Москве

Путин позитивно оценил московскую систему видеонаблюдения

Путин заявил, что Россия находится в контакте и с Израилем, и с Ираном


28 февраля 2022 года отменяется блокировка транспортных карт для всех москвичей старше 60 лет



Московскому депутату Гришину Мосгорсуд ужесточил наказание, заменив штраф колонией


Врач Чернышова: во время отпуска важно есть только в проверенных местах

Врач-косметолог Зухра Балакеримова: почему появляются пигментные пятна и как с ними бороться

Диетолог Писарева рассказала, чем опасен недостаток овощей в рационе

Пластический хирург Абдулаева рассказала, какие зоны стареют быстрее всего


В Киеве заявили, что изменения невозможны: что предпринял Зеленский на саммите G7


«МТС Live Лето» в «Лужниках»: более 25 фестивалей, лайвов и музыкальных открытий под открытым небом

II тур третьего сезона Бизнес-Лиги Матч ТВ по тэг-регби пройдет в Калининграде

В Петербурге открылся первый центр подготовки пилотов симрейсинга

«МТС Live Лето» в «Лужниках»: более 25 фестивалей, лайвов и музыкальных открытий под открытым небом


Самые актуальные новости Белоруссии на утро: 20 июня 2025

Лукашенко высоко оценил степень взаимодействия СК РФ с Белоруссией

Лукашенко: Белоруссия в сложное время поддерживает Россию и всегда будет с ней

Бастрыкин вручил Лукашенко медаль в честь 80-летия Победы



Сергей Собянин: в Москве запущен третий регулярный речной маршрут

Собянин и Костин: строительство спорткомплексов в Москве к 2029 году

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин на ПМЭФ рассказал, как должна оцениваться эффективность власти


В рамках авиапатрулирования Центрального федерального округа осуществлено около 350 рейсов

Ликвидаторы свалки «Черная дыра» получили длительные сроки в колонии

Солнцев заявил, что "Акрон Холдинг" планирует производить зарядные устройства для электромобилей в Оренбуржье

Жираф Липа и краснокнижные зебры Греви стали доступны в трансляциях на mos.ru


Кибершпионы атакуют госструктуры через малоизвестную уязвимость в Windows

Путин назвал регионы — лидеры рейтинга инвестклимата в России в 2025 году

МВД: судье предлагали более 1 млн рублей за нужный результат в играх «Торпедо»

Экономист Прокофьев заявил о низких темпах снижения инфляционных ожиданий


Отключения коммунальных услуг в Архангельске 20 июня 2025 года

На вёслах сквозь века: из Дубны в Архангельск стартовала поморская экспедиция на ёле и карбасе

Заместитель прокурора Архангельской области и Ненецкого автономного округа Павел Матанцев и Уполномоченный по правам человека в Ненецком автономном округе Екатерина Жданова проведут личный приём жителей Ненецкого автономного округа

В Алтайском крае учредили уполномоченного по борьбе с «болью и страхами» населения


В Севастополе загорелся лес вблизи жилых домов

«Авторадио» расширяет зону вещания в Крыму

Скалолазы из Ялты завоевали два золота на всероссийских соревнованиях

В Севастополе появятся кластеры среднего профессионального образования


Экономист Прокофьев заявил о низких темпах снижения инфляционных ожиданий

Кибершпионы атакуют госструктуры через малоизвестную уязвимость в Windows

Путин назвал регионы — лидеры рейтинга инвестклимата в России в 2025 году

Поймать волну. Первый в мире крытый серфинг-центр построят в Москве












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Карен Хачанов

Хачанов и Михельсен выбыли из парного турнира в Галле






Путин: страны Юга могли бы оказать влияние на решение конфликта на Ближнем Востоке

Кибершпионы атакуют госструктуры через малоизвестную уязвимость в Windows

Путин: БПЛА доказали свою эффективность против дорогой военной техники

Война за отходы. Что поможет победить завалы на мусорных площадках