В графене создали запрещенную зону

Складки графена на подложке - микрофотография. Врез - измерение электронного состояния на поверхности изгиба. Иллюстрации Georgia Tech

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.