В литературе обсуждаются различные факторы, влияющие на зависимость электропроводимости графена σ от концентрации носителей заряда n, в том числе короткодейстующий потенциал дефектов структуры, “рябь” на поверхности и т.д.

Сотрудники University of Maryland и University of Central Florida (США) выполнили систематические исследования транспортных характеристик графена как функции концентрации заряженных примесей n_imp, которую они изменяли путем осаждения на графен атомов калия в сверхвысоком вакууме [1].

Зависимость проводимости графена σ при T = 20 K от напряжения V_g на управляющем электроде при различной концентрации n_imp заряженных примесей, пропорциональной времени t осаждения атомов калия (dn_imp/dt ≈ 3×10¹⁵ м^-2с^-1). Величина V_g^min, при которой σ для данной n_imp минимальна, отвечает n = 0. Разность V_g-V_g^min пропорциональна n (отрицательные значения n соответствуют дырочной проводимости). Символы – экспериментальные данные, сплошные линии – теоретическая зависимость σ = Ce(n/n_imp) + σ_res

Было показано, что зависимость σ от n (см. рис.) в целом неплохо описывается теоретической формулой σ = Ce(n/n_imp) + σ_res (e – элементарный заряд, C – константа), причем величина “остаточной” проводимости σ_res, как и предсказывает теория, близка к σ_min = 4e²/h, то есть к удвоенному “кванту проводимости” 2e²/h. Интересно, что σ_res минимальна (и ближе всего к σ_min) при конечной величине n**σ_imp (а не при n_imp=0). Из этого авторы [1] делают вывод, что наличие у s минимума связано не с “дираковской сингулярностью”, а с пространственной неоднородностью концентрации носителей, индуцированной примесным потенциалом.

• 1. J.H. Chen et al., Nature Phys. 4, 377 (2008)