Предложен способ «плотной упаковки» листов графена
 Схематическое изображение взаимодействий электронов в расположенных рядом, но изолированных друг от друга листах графена. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Измерение кулоновского увлечения – это хороший способ изучения фундаментальных физических явлений, таких как взаимодействия между электронами и многие другие эффекты в твердых телах, в частности, образование экситонов (т.е. связанных пар электрон-дырка).
Эксперимент научной группы из University of Manchester (Великобритания) заключался в измерении напряжения в одном слое графена при пропускании электрического тока через второй слой, который был электрически изолирован от первого при помощи «прокладки» толщиной всего в 1 нм из нитрида бора. В ходе измерений команда обнаружила, что электроны, являющиеся носителями заряда в первом слое, на практике «тянут» за собой электроны во втором слое, что создает небольшое, но измеряемое напряжение. Этот эффект известен, как кулоновское увлечение. В прошлом этот эффект уже изучался различными научными группами в традиционных двумерных электронных системах, к примеру, в квантовой яме, сформированной на основе арсенида галлия. Но, как считают ученые из Великобритании, с появлением графена сам по себе этот эффект может быть изучен на качественно новом уровне. Правда, для этого ученым пришлось убедиться, что слои этого материала не соприкасаются между собой, дабы избежать вероятного туннелирования электронов из одного слоя в другой.
Более глубокому изучению явления также способствует тот факт, что отдельные слои графена могут быть расположены друг относительно друга настолько близко. В такой системе взаимодействие между частицами гораздо сильнее, соответственно, можно наблюдать физические явления, которые ранее можно было только предсказывать. В частности, наиболее удивительным результатом последнего эксперимента стало то, что ученые смогли наблюдать кулоновское увлечение даже в точках, известных, как «области нейтрального заряда». В этих областях номинальная плотность заряда равна нулю, так что, по идее, должна быть равна нулю и сила кулоновского увлечения.
Как отмечают исследователи, сам по себе эксперимент был не сложен. Однако оказалось довольно трудоемко манипулировать отдельными слоями графена и нитрида бора в условиях чистой комнаты.
К сожалению, пока полученный учеными результат не имеет прямого практического применения, поскольку эффект кулоновского увлечения даже в таких системах является слишком слабым. Однако сам факт наблюдения его при комнатной температуре дает надежду на выявление возможного практического приложения в будущем.
В настоящее время ученые заняты поиском в созданной ими системе специфических экситонов – «составных» квазичастиц, состоящих из электрона и дырки проводимости, в которых электрон расположен в одном листе графена, а дырка проводимости – в другом.
Более подробные результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Также по теме:
- Хлор упрощает создание графенового транзистора
- Графен позволяет создать «плазмонный сендвич» с субнанометровым разрывом
- Поверхностные плазмоны позволяют найти границы отдельных фрагментов в графене
- Ученые создали из двумерного аналога графена инновационный электрод
- Ученые научились добавлять в графен дырки проводимости
Источники: