Зависимость проводимости графеновой наноленты от напряжения. Изображение из статьи Yu-Ming Lin et al.

В графеновых нанолентах обнаружено квантование проводимости

Графен – двухмерный аналог графита, шестиугольная углеродная кристаллическая решетка толщиной в один атом – был впервые создан в 2004 году. Предполагается, что этот изомер углерода, работать с которым сравнительно просто, может иметь большое применение в электронике, в частности для создания очень маленьких транзисторов.

Графен относится к так называемым бесщелевым полупроводникам, у которых дно зоны проводимости и вершина валентной зоны касаются друг друга, а запрещенная зона (энергетическая щель), соответственно, имеет нулевую ширину. Использование обычных полупроводников в электронике, однако, возможно именно благодаря энергетической щели.

Для создания энергетических щелей можно использовать очень тонкие нити графена, в которых электроны могут двигаться только в одном направлении. Таким образом возникает несколько электронных энергетических уровней, разделенных щелями. При повышении напряжения в нити сила тока будет увеличивать скачкообразно: на каждом уровне может находиться ограниченное число электронов.

Такое квантование проводимости ранее наблюдалось в полупроводниковых нитях и углеродных нанотрубках. Американским исследователям удалось наблюдать его также в графеновых нанолентах шириной 30 нанометров на кварцево-кремниевой подложке. "Возможно, эффект квантованной проводимости пригодится, например, для проведения операций с многозначными логическими переменными и создания одномерных электронных «квантовых волноводов»", – говорит Линь.

Пока максимальная температура, при которой происходит квантование, – 80 кельвинов. Исследователи надеются, что в дальнейшем удастся добиться эффекта и при комнатной температуре.

Ссылки по теме
- Quantized conductance seen in graphene – Physics World, 12.05.08
- Conductance Quantization in Graphene Nanoribbons – arXiv, 01.05.08
- Постоянная тонкой структуры проявилась в графене - Lenta.ru, 04.04.2008
- Постоянная тонкой структуры проявилась в графене - Lenta.ru, 04.04.2008
- Ученые нашли замену кремнию в микросхемах - Lenta.ru, 25.03.2008
- Двухмерный графит поставил рекорд по подвижности электронов - Lenta.ru, 22.01.2008
- Объяснена аномалия проводимости двухмерного графита - Lenta.ru, 17.09.2007
- Кремний в транзисторах заменят углеродные пленки толщиной в один атом - Lenta.ru, 01.03.2007

Сайты по теме
- Nanoscale science and technology group at IBM TJ Watson Research Center