Ученые открыли новые свойства графена: они обещают прорыв в электронике
Южнокорейские и японские ученые исследовали характеристики двухслойного графена, выявив необычные свойства, которые могут быть применены в инновационных электронных системах. В частности, они определили зависимость нелокального сопротивления от состояния границ материала, а также детализировали механизм переноса электронов.
В исследовании участвовали образцы графена, состоящие из двух вертикально расположенных слоев. С помощью внешних полей в этой системе можно управлять так называемым электронным зазором, который является определяющей характеристикой для переноса электронов. Эта особенность привлекла ученых с точки зрения ее перспектив в передовой области обработки данных, называемой «долинной электроникой» или веллитроникой.
В веллитронике используется понятие «долины» как области, в которой квантовые состояния энергетической структуры электронов применяются в качестве дискретного блока хранения данных. Это обеспечивает более быструю и эффективную их обработку, чем в классической электронике или спинтроника (это раздел квантовой электроники, где используется спин и заряд электрона для обработки информации).
В основе веллитроники лежит долинный эффект Холла (Valley Hall Effect или VHE). Он предполагает, что поток электронов избирательно направляется через дискретные энергетические состояния в пределах конкретного материала. При этом возникает такое явление, как нелокальное сопротивление, позволяющее измерить сопротивление в областях, где отсутствует постоянный ток.
Однако до сих пор многие ученые не рассматривали их в связке. Они считали, что наблюдаемые процессы вызваны примесями, погрешностями измерений или какими-то внешними факторами, обусловленными, например, производственными особенностями.
Авторы последней работы провели эксперимент с двухслойным графеном, создав регулируемый электронный зазор. Они сравнили характеристики материала, края которого сформированы естественным путем, с образцами, которые искусственно обрабатывались с помощью реактивного ионного травления.
Оказалось, что нелокальное сопротивление материала с естественными краями соответствовало теоретическим предсказаниям, а образец, подвергшийся обработке, показал значение параметра на два порядка выше. Это означает, что процедура травления сама по себе привела к появлению посторонних проводящих путей, не связанных с долинным эффектом Холла. Это может объяснять несоответствия в предыдущих исследованиях.
Ранее мы рассказывали, что ученые создали новый класс ультратонких проводников для наноэлектроники.
