В графене создали запрещенную зону

Ученые создали в графене запрещенную зону, поместив его на изгибы подложки из карбида кремния. Работа опубликована в журнале Nature Physics, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Технологического института Джорджии

В качестве подложки ученые использовали карбид кремния, в котором создавались специальные борозды глубиной до 20 нанометров. Травление проводили при помощи пучка электронов.

• Затем на полученные борозды при высокой температуре наносили углерод. Попадая на подложку, он кристаллизовался в виде полос графена. При этом двумерное вещество принимало форму складок, вытравленных в карбиде. Электронные свойства полученного материала ученые измеряли при помощи облучения на синхротронной установке.

Авторы обнаружили, что складывание графена на подложке создает в нем характерную для полупроводников запрещенную зону и, таким образом, превращает в полупроводник. Запрещенная зона – это область диапазона энергий, которой не может обладать электрон в веществе. В полупроводнике она отделяет валентные электроны от электронов, проводящих ток.

• Физики пока не знают, как именно образуется в графене запрещенная зона, и почему ее ширина отличается от рассчитанной. В тех областях, где поверхность подложки была плоской, графен сохранял свои свойства хорошего «металлического» проводника. Это говорит о том, что управляя формой поверхности, можно создавать как металлические, так и полупроводниковые зоны на одном листе графена. Потенциально, это позволит избежать необходимости в металлических контактах и позволит создать полностью углеродные микрочипы.

http://lenta.ru/…phenbending/

Неровности подложки делают графен полупроводником

Создавая графеновые структуры на нанометровых «ступеньках», вырезанных в карбиде кремния, ученые впервые получили в этом материале запрещенную зону существенной величины, пригодную для реализации электронных устройств, работающих при комнатной температуре

• Измеренный размер запрещенной зоны в 1,4-нанометровых изогнутых участках графеновых нановыступов составлял приблизительно 0,5 электрон-вольт.

Использование наноуровневой топографии поверхности подложки для управления свойствами графена позволит упростить изготовление транзисторов и других устройств, а, в перспективе, и полностью углеродных электронных схем.

«Это новый подход к получению быстродействующей графеновой электроники, — комментирует Эдвард Конрад (Edward Conrad), профессор школы физики в Технологическом институте Джорджии (Атланта). — Теперь можно думать всерьез об изготовлении быстрых транзисторов из графена. А так как наш процесс является масштабируемым, то, сделав один транзистор, мы потенциально можем делать миллионы таких устройств».

Наличие запрещенной зоны подтверждено данными фотоэмиссионной спектроскопии высокого разрешения, полученными в национальном синхротронном центре Synchrotron CNRS (Франция).

• Ученые пока не нашли объяснения почему наноленты, состоящие из двух слоев графена, приобретают полупроводящие свойства при изгибании их в мельчайших (около 20 нм) углублениях в пластине карбида кремния. Предполагается, что напряжения в углеродной решетке, возникающие при изгибе, наряду с запиранием электронов могут быть факторами, ответственными за возникновение запрещенной зоны.

С обеих сторон от зоны изгиба участки графена сохраняют свои металлические свойства, что позволяет обойтись без введения посторонних контактов с сопутствующим им интерфейсным сопротивлением.

Итоги работы изложены в издании Nature Physics от 18 ноября.

http://ko.com.ua/…dnikom_68387