Симуляции показали возможность создания графенового транзистора

«Хлопья» графена — нанометровые фрагменты гексагональный двумерной кристаллической решётки углерода, обладают квантовыми свойствами, позволяющими использовать их в наноэлектронике и спинтронике. Эти свойства стали предметом недавнего исследования коллектива во главе с Массимо Капоне (Massimo Capone).

Результаты компьютерного анализа и симуляций, выполненных учёными, были опубликованы в журнале Nano Letters. Авторы смогли наблюдать два ключевых явления, которые оба представляют большой интерес для будущих приложений.

Одно из них, это так называемая интерференция между электронами. «В нанохлопьях электроны вступают между собой в «разрушительное» взаимодействие если мы измеряем ток в определённой конфигурации. Это значит, что передачи тока не происходит. Это типично квантовый эффект. Изучая графеновые хлопья мы поняли, что можно перенести этот эффект на более крупные системы, в наномир, на такой уровень, где его можно наблюдать и использовать в наноэлектронике», — заявил Капоне.

В квантовых интерференционных транзисторах разрушительная интерференция соответствует состоянию «Выключено». Для включения тока через такой транзистор, достаточно устранить условия, вызывающие интерференцию.

Другим продемонстрированным свойством стали магнитные эффекты, проявлявшие только на краях решётки графена. Магнетизм возникает спонтанно, без какого-либо внешнего вмешательства, и ведёт к появлению спинового тока.

Совместное использование квантовой интерференции и магнетизма позволило авторам добиться почти полной поляризации спина, что может иметь огромное практическое значение для спинтроники. Электронный спин, имеющий только два возможных значения, естественно подходит для представления двоичного кода в приложениях информатики.

В целях улучшения эффективности будущих устройств и процентной доли поляризации тока, исследователи также разработали протокол, предусматривающий взаимодействие графеновых хлопьев с поверхностью, состоящей из азота и бора. «Полученные результаты очень интересны. Теперь наши теоретические предсказания нужно будет подтвердить экспериментально», — заключил Массимо.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365