Группа ученых из исследовательского центра IBM показала, что в графеновых нанолентах сила тока с повышением напряжения изменяется не непрерывно, а скачкообразно, сообщает Physics World со ссылкой на препринт статьи (ведущий автор – Юй Мин Линь).
Узнайте больше в полной версии ➞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.