装置控制’色’在石墨烯电子未来的电子路径

采用双层石墨烯器件，碳原子的原子薄的六角形排列，提供了控制电子的动量的能力的实验证明和提供了一个路径，电子可能需要更少的能源和产生更少的热量比标准的硅晶体管。这是一步对物理学的一个新领域，被称为valleytronics。

&quot；目前的硅晶体管器件依赖于电子的电荷来打开或关闭设备，但很多实验室都在寻找新的方法来处理基于其他变量的电子，称为自由度，&quot；Jun Zhu说，物理学副教授，宾州州立大学，谁导演的研究。“收费是一个自由度。电子自旋是另一个，并有能力制造晶体管基于自旋，称为自旋电子学，仍处于发展阶段。三分之一电子的自由度是电子的山谷状态，这是基于他们的能量关系到他们的动力；

朱建议说，把电子看作汽车和山谷州的电子一样，蓝色和红色，只是作为一种区分它们的方法。在一个双层的石墨烯薄片内，电子通常会占据红色和蓝色的山谷状态，并在各个方向上旅行。该设备她的博士生，李靖，一直在努力使红色汽车在一个方向上和蓝色的汽车在相反的方向。

&quot；，井提出建立一门以上和双层石墨烯片下面的系统。然后，他增加了一个垂直于平面的电场，“朱说。

“通过施加一个正面的电压和一个负电压上的另一个，一个带隙打开在双层石墨烯，它通常不具有，”李解释说。“在中间，在双方之间，我们离开了约70纳米的物理差距。”；

这里面的差距生活一维金属态，或导线，颜色编码的高速公路电子。红色的汽车在一个方向行驶，而蓝色的汽车行驶在相反的方向。在理论上，可以不受阻碍地彩色电子旅游沿线一个电阻很小的长距离。较小的电阻意味着功耗较低，在电子设备和产生更少的热量。功耗和热管理是在目前的小型化设备的挑战。

“我们的实验表明，金属线可以被创建，”李说。“虽然我们还有很长的路从应用。”；

朱说，&quot；很明显，这种状态可以在绝缘双层石墨烯片内部创建的，使用几门。他们还没有抵抗自由，我们正在做更多的实验来了解阻力可能来自何处。我们也试图建立控制电子流的基础上的电子的电子流。这是一个新的电子称valleytronics概念。”；

李曾与宾州州立大学的纳米加工设施的技术人员把理论框架为工作装置。

&quot；的顶部和底部的门是至关重要的，不平凡的挑战，”Chad Eichfeld说，对准光刻工程师。&quot；先进的电子束光刻技术能力在宾州州立大学纳米实验室允许京创建纳米功能的这种新的设备。”；

他们的论文，&quot；门控制拓扑进行渠道在双层石墨烯，&quot；出现在线今天（8月29日）在自然纳米技术杂志。其他作者包括Ke Wang、亚飞仁和他们的顾问zenhua桥中国科技大学，谁进行模型的线特性的数值研究。高质量的六方氮化硼晶体实验中使用了来自Kenji Watanabe和国家材料科学研究所的谷口高史，日本。两个本科学生，Kenton McFaul和Zachary Zern贡献的研究。

美国海军研究办公室，国家科学基金会和资助机构在中国和日本资助了这一项目。Kenton McFaul，一个来访的格洛夫城市学院的学生，是由一个研究经验支持大学生资助NSF NNIN。Jun Zhu是在潘州的材料研究所的二维层状材料的中心的成员。