Баллистический транспорт — первое приближение к сверхпроводимости при комнатной температуре

Работа, о которой вчера сообщил журнал Nature, показала, что электрическое сопротивление нанополосок эпитаксиального графена изменяется дискретными шагами в соответствии с принципами квантовой механики. В обычных проводниках сопротивление увеличивается пропорционально длине, так как электроны на своем пути встречают все больше дефектов.

Таким образом, экспериментально обоснована возможность использования полосок этого материала шириной примерно 40 нм для быстрой пересылки электронов, баллистического транспорта.

Параметры баллистического транспорта были зарегистрированы на образцах графеновых полосок, выращенных на гранях трехмерных структур, которые были вытравлены в пластинах карбида кремния. Путем отжига при температуре около 1000 °C, кремний удалялся с поверхности этих граней, оставляя очень гладкие полоски графена, в которых электроны распространялись подобно свету — не встречая сопротивления.

Результаты измерений показали, что показатели мобильности электронов в таких нанополосках соответствуют сопротивлению в один Ом на единицу площади. Это на два порядка величины меньше, чем экспериментально полученное удельное сопротивление двумерного графена и в 10 раз меньше лучших теоретических прогнозов для идеальной модели этого материала.

Такое расхождение с теорией побудило авторов работы предположить, что в графеновых нанополосках может присутствовать новый тип электронного транспорта, подобный наблюдаемому в сверхпроводниках.

Возможность получать графеновые нанополоски тысячами, отработанным фабричным методом, делает результаты это работы важными не только для фундаментальной науки, но и для практической наноэлектроники, поскольку предлагают доступный способ реализовать в коммерческих «когерентных» устройствах баллистический транспорт электронов при комнатной температуре.