 Графен в целом рассматривался как двумерная структура – один лист атомов углерода, расположенных в регулярной структуре, но реальность является не такой простой. В действительности графен может образовывать складки, которые делают конструкцию более сложной, потенциально применяясь к системам устройств. Графен также может взаимодействовать с подложкой, на которой он проложен, добавляя дополнительную сложность.
Ученые обнаружили, что складки в графене могут ограничить движение электронов в одном измерении, образуя структуру, которая изменяется от нулевого запрещенного проводника к полупроводнику и обратно е бесщелевому проводнику. Кроме того, они использовали наконечник сканирующего туннельного микроскопа, чтобы манипулировать образование морщин, открывая путь к построению графеновых полупроводников не с помощью химических средств, а посредством манипулирования самой углеродной структурой.
Открытие началось, когда группа экспериментировала с созданием графеновых пленок, используя химическое осаждение из паровой фазы, которое считается самым надежным методом. Они работали над тем, чтобы сформировать графен на никелевой подложке, но успех этого метода в значительной степени зависит от температуры и скорости охлаждения.
Они обнаружили, что складки могут выступать в качестве полупроводников. Обычно электроны и электронные дырки свободно проходят через проводник без запрещенной зоны, но когда он является полупроводником, то существует группа зазором между разрешенными электронными состояниями, и электроны могут проходить через эти пробелы только при определенных условиях. Это указывает на то, что графен может, в зависимости от складок, стать полупроводником.
Первоначально они рассчитывали две возможности для появления этой щели. Одним из них является то, что механическое напряжение может привести к магнитному явлению, но они отвергли ее и пришли к выводу, что это явление было вызвано удержанием электронов в одном измерении из-за «квантовой локализации».
Ранее манипулирование электронными свойствами графена принципиально было сделано с помощью химических средств, но недостатком этого являются деградированные электронные свойства из-за химических дефектов. Здесь исследователи показали, что электронными свойствами можно манипулировать только путем изменения формы структуры углерода. Будет интересно посмотреть, может ли это привести к поиску новых способов применения графена.
|
