石墨载流子晶格石墨烯在室温和普通光照下可产生电流

石墨烯在室温和普通光照下可产生电流

时间:2011年11月29日
石墨烯再次给人们带来惊喜。美国麻省理工学院及哈佛大学的研究人员发现,石墨烯可以对光产生不同寻常的反应,在室温和普通光照射下,就可以发生热载流子效应,产生电流。这一 日月产业园重庆台湾日月光拟来渝建厂 投资约1.5亿美元德国太阳能洁净Google爱太阳能 投资手笔史上最大太阳能电池欧洲全球全球太阳能电池中国独霸六成华为集团中国市场安富利集团联手华为 拓展中国分销业务三星芯片内存内存行业或已触底 现货涨价但复苏道路漫长公司芯片产品抛弃门户之见 中国模拟IC抱团打天下尼康精密新加坡日本尼康重组半导体业务 裁员1000人新能源汽车规划难产 谁是拦路虎?中国智能手机灰色中国今年智能手机发货量将增53%

石墨烯再次给人们带来惊喜。美国麻省理工学院及哈佛大学的研究人员发现,石墨烯可以对光产生不同寻常的反应,在室温和普通光照射下,就可以发生热载流子效应,产生电流。这一发现不仅为石墨烯再添新奇属性,更有希望使其在太阳能电池、夜视系统、天文望远镜及半导体传感器等应用领域发挥作用。该研究发表在近期出版的《科学》杂志上。

研究人员在实验室制造了复杂的石墨烯纳米P-N结,利用850纳米的激光照射石墨烯P-N结介面,并测量激光照射点产生的光电流。结果发现,随着激光强度的增加,特别是在低温的条件下,可取得最大为5毫安/瓦(mA/W)的光电流,这一数值比以前的石墨光电器件高6倍。

热载流子效应并不新奇,但通常情况下,需要在接近绝对零度或在极强的激光照射下才会发生,但石墨烯却表现出在室温和普通光下就可以产生热载流子效应的性能,这让人们对石墨烯未来的应用产生了巨大的想像空间。

此前曾发现过石墨烯在光照下产生电流的现象,但研究人员错误地认为是光伏效应。而麻省理工学院的研究人员发现,当光照在石墨烯上时,可以产生两个具有不同电气特性的区域,进而出现温差,产生电流。石墨烯在激光照射加热不一致时,携带电流的电子被加热,而晶格中的碳原子核保持低温。正是由于石墨烯内部的温差,产生了电流。这种不同寻常的机制就称为热载流子效应。(所谓热载流子就是具有高能量的载流子,即其动能高于平均热运动能量。当载流子从外界获得了很大能量时,便可成为热载流子。由于热载流子所造成的一些影响,就称为热载流子效应。)

研究人员认为,石墨烯之所以会产生上述现象,是由于大多数材料的过热电子可将能量传递到周围晶格,而石墨烯则需要很高的能量才能振动其晶格的碳原子核,因此只有很少的电子能将热能转移到晶格。

研究人员表示,该研究成果是光电及能量采集方面十分重要的进展。由于这种现象十分新颖,还需要进一步深入的研究,才能清楚地了解其重要意义。但可以肯定的是,这种特性将会有非常广泛的应用前景。

首先,它有可能在利用太阳能方面产生重大的突破。典型的光伏材料仅对特定频率或颜色的光发生反应,而石墨烯对光发生反应的范围非常宽。研究结果还表明,石墨烯能十分有效地收集太阳能。因此太阳能电池的最大突破有可能会来自于石墨烯。

其次,由于石墨烯以不同的方式产生电流,因此可以利用石墨烯来制造超高速光子探测器。石墨烯对红外光的反应更有其独到之处,有望成为夜视系统及高级天文望远镜的重要组成部分。

此外,石墨烯也可应用于检测重要的生物分子。毒素、病菌或食品污染物等物质在光照射下,会发出红外光。此前所使用的半导体传感器,通常包含一些十分昂贵的稀有元素,而利用石墨烯生产传感器,成本将会大大降低。

石墨烯的发现很晚,有关它的特性人们还不完全清楚,石墨烯还能带给人们什么样的惊喜和奇迹,能否掀起一场石墨烯革命,还要拭目以待。

广州增城千亿打造华南最大LED芯片生产基地聚焦十二五愿景 消费电子展力促产业升级日本东芝半导体GSA将合作平台扩展至日本半导体产业界发音美洲处理器华邦电子推出语音处理器WTS701专利中国彩电LED企业发展需防专利遏制分散浆料粘合剂锂电池配料的技术知识资料华南三星亚洲中国表面贴装技术与电子制造业大展再次登陆深圳半导体近距离通信意法半导体近距离通信方案支持Windows8系统数据板卡Exar推出数据缩减和安全卡-DX 1825和DX 1835
FUJI 富士 CP6 CP-6 CP6-4000 CP-642 CP-642E CP-642ME CP-643E CP-643ME CP-65 CP-65E H4403A BEARING NEEDLE TLA810ZHitachi 日立 Sanyo 三洋 TCM-X100 6301160450 SUPPORT 765C--010-602Hitachi 日立 Sanyo 三洋 TCM-X100 6301035116 MECH PARTS(RAIL)Panasonic KME 松下 Next Production Modular NPM N9865556 SPRING 5556SIEMENS SIPLACE 西门子 00344974-01 SOLENOID VALVEJUKI Zevatech 东京重机 FX-3 High Speed Modular Mounter 高速模块化贴片机 SM6030502TN SCREW M3 L=5YAMAHA雅马哈 YV100X Philips Assembleon飞利浦安必昂Topaz X Full Vision Surface Mounter BELT W AXIS KG7-M9115-00XHitachi日立 Sanyo三洋 CT Type 72mm Embossed Feeder Accessories 供料器配件 飞达配件 6300753363 PIN GUIDE 706T--01B-130Hitachi 日立 Sanyo 三洋 TCM-3000 Series Universal Instruments 环球 HSP-4796A HSP-4796B SHEET 6300321814SAMSUNG 三星 CP45 SPRING CAP 弹簧帽 J7155169BYAMAHA雅马哈 YV100X Philips Assembleon飞利浦安必昂Topaz X Full Vision Surface Mounter SENSOR HEAD ASSY KV8-M7160-00X KV8-M7160-020Panasonic KME Panasert 松下 CM120-MU CM20F-M CM201 CM202 CM301 Electronic Component Mounting Equipment M9 Type Feeder 供料器 飞达 喂料器 送料器 料架 24x12mm Emboss Tape Feeder 3P Large Reel M9E3CVM0000Yamaha 雅马哈 Philips Assembleon 飞利浦 SMT FV GEM Type Feeder Parts 供料器配件 飞达配件 喂料器配件 送料器配件 K87-M439N-00X SPRINGYamaha 雅马哈 Philips Assembleon 飞利浦 SMT FV GEM Type Feeder Parts 供料器配件 飞达配件 喂料器配件 送料器配件 K87-M111F-10X STOPPER PINFUJI 富士 CP8 CP842 CP842E CP842ME 高速贴片机 High Speed Chip Mounter SPACER S32273
1.6131970882416 s