Двухмерные ленты графена шириной от 10 до 100 нм обладают уникальными свойствами, которые зависят от расположения атомов на их границах. И теперь этот вид материалов готов покинуть лаборатории: разработан процесс для их массового «выращивания».

Графен в виде нанолент обладает так называемой баллистической проводимостью, то есть не нагревается, когда сквозь него проходит ток. Это свойство открывает интересные возможности для создания высокоскоростной наноэлектроники, которая потребляет минимум энергии. Кроме того, такая форма позволяет материалу вести себя как полупроводник, пишет Science Daily.

При этом уникальность свойств графеновых нанолент зависит от точной структуры краев ленты, которая может быть двух видов — зигзагообразной или в виде кресел, в зависимости от ориентации атомов на границах. Группа шведских и немецких ученых вырастила графеновые наноленты на подложке из карбида кремния, который сочетал оба варианта расположения атомов. В итоге им удалось добиться предсказуемого роста высококачественного графена с гомогенностью в миллиметровом масштабе и контролируемой структурой краев ленты.

Такой материал, как оказалось, обладает способностью к баллистической проводимости во всем объеме наноленты. Чтобы подтвердить это, с образцом длиной менее 100 нм провели сразу четыре крайне сложных эксперимента. Электрические характеристики тоже показали, что сопротивление в конфигурации «кресло» во много раз выше. Это указывает на возможность открытия запрещенной зоны и создания полупроводников.

Процесс подготовки подложки для выращивания наноленты пригоден для масштабирования, то есть может применяться в массовом производстве электроники.

«До сих пор мы изучали наноленты шириной 30–40 нм. Сделать их шириной 10 нм или меньше сложно, но зато у них будут более интересные электрические свойства, и мы планируем заняться этим», — рассказал Алексей Захаров, один из авторов статьи, вышедшей в журнале ACS Applied Nano Materials.

Свойства графеновых лент еще удивительнее, чем у самого графена. Они могут стать основой квантовых компьютеров, считают ученые в Беркли. Для этого они проверили гипотезу физика-теоретика Стивена Луи, и создали по его рецепту сверхрешетку, которая становится либо металлом, либо полупроводником, либо цепью кубитов.