Неровности подложки делают графен полупроводником
Создавая графеновые структуры на нанометровых «ступеньках», вырезанных в карбиде кремния, ученые впервые получили в этом материале запрещенную зону существенной величины, пригодную для реализации электронных устройств, работающих при комнатной температуре.
Измеренный размер запрещенной зоны в
Использование наноуровневой топографии поверхности подложки для управления свойствами графена позволит упростить изготовление транзисторов и других устройств, а, в перспективе, и полностью углеродных электронных схем.
«Это новый подход к получению быстродействующей графеновой электроники, — комментирует Эдвард Конрад (Edward Conrad), профессор школы физики в Технологическом институте Джорджии (Атланта). — Теперь можно думать всерьез об изготовлении быстрых транзисторов из графена. А так как наш процесс является масштабируемым, то, сделав один транзистор, мы потенциально можем делать миллионы таких устройств».
Наличие запрещенной зоны подтверждено данными фотоэмиссионной спектроскопии высокого разрешения, полученными в национальном синхротронном центре Synchrotron CNRS (Франция).
Ученые пока не нашли объяснения почему наноленты, состоящие из двух слоев графена, приобретают полупроводящие свойства при изгибании их в мельчайших (около 20 нм) углублениях в пластине карбида кремния. Предполагается, что напряжения в углеродной решетке, возникающие при изгибе, наряду с запиранием электронов могут быть факторами, ответственными за возникновение запрещенной зоны.
С обеих сторон от зоны изгиба участки графена сохраняют свои металлические свойства, что позволяет обойтись без введения посторонних контактов с сопутствующим им интерфейсным сопротивлением.
Итоги работы изложены в издании Nature Physics от 18 ноября.