Ny plattform banar väg för framtida forskning inom 2D-elektronik.
Grafens ovanliga elektronstruktur gör det möjligt för det unika materialet att slå en mängd rekord när det gäller både hållfasthet, elektrisk ledningsförmåga och värmeledningsförmåga. Fysiker vid Center for Theoretical Physics of Complex Systems i Sydkorea har nu i samarbete med sydkoreanska Research Institute for Standards and Science använt en datormodell för att förklara de elektroniska egenskaper hos grafen som de mätt med hjälp av en ny spektroskopisk plattform. Tekniken skulle kunna främja framtida forskning när det gäller stabila och noggranna kvantmätningar för ny 2D-elektronik.
Intresset för 2D-material har den senaste tiden ökat kraftigt inom både forskningsvärlden och industrin. Dessa extremt tunna material har fysikaliska egenskaper som skiljer sig från egenskaperna hos konventionella 3D-material. När olika 2D-material staplas på varandra framträder dessutom nya elektriska, optiska och termiska egenskaper. Ett av de mest lovande och mest studerade 2D-materialen är grafen, som består av ett enda lager av kolatomer.
För att studera de elektroniska egenskaperna hos både enkla och dubbla lager av grafen konstruerade de sydkoreanska forskarna en nanoanordning där grafen placerades mellan två lager av ett isolerande material som kallas för hexagonal bornitrid. Ovanpå anordningen placerades en elektrod av grafit, som i princip består av hundratusentals lager av grafen, och alltihopa placerades på ett lager kiseldioxid och ett lager kisel.
Genom att justera den spänning som tillfördes via grafitelektroden och det understa lagret av kisel kunde forskarna mäta förändringarna i grafenets ledningsförmåga, som speglar dess elektroniska egenskaper.
- Vi använde en intuitiv modell för att återskapa de experimentella mätningarna och förklarade teoretiskt de energikonfigurationer som bildas med enkla och dubbla lager av grafen, berättar Myoung Nojoon, som tillägger att han tror att detta är ett grundläggande steg för att kunna studera de elektroniska egenskaperna hos grafen vidare.