Специалистам из Национальной лаборатории им. Лоуренса удалось найти способ для управления шириной запрещенной зоны двухслойного графена.
Известно, что в обычном однослойном графене запрещенной зоны нет. Сама запрещенная зона, к слову, представляет собой области энергий, полностью отделяющую заполненную электронами валентную зону от незаполненной зоны проводимости. Учитывая эту особенность, область использования однослойного графена резко снижается. Если, к примеру, создать на его основе транзистор, то «отключить» его будет невозможно. Что касается двухслойного графена, то он обладает аналогичными свойствами, в т.ч. имеет некоторые свойства металлов и, как выяснили ученые, в нем можно создать запрещенную зону. Для этого им пришлось нарушить симметрию двух слоев.
В ходе исследований использовался двухзатворный полевой транзистор, который дал ученым возможность контролировать как ширину запрещенной зоны, так и еще один важный параметр – положение уровня Ферми (условного энергетического уровня, вероятность заполнения которого при температуре, отличной от абсолютного нуля, равна 0,5). Снизу под графеном находилась кремниевая подложка, сыгравшую роль нижнего затвора и отделенную от графена небольшим слоем диэлектрика — диоксида кремния. Над графеном расположили прозрачный слой оксида алюминия, а также верхний затвор, созданный из платины.
Как сообщает compulenta.ru, следующим шагом исследователей стал анализ структуры
оптических переходов в материале. В результате было установлено, что для управления
шириной запрещенной зоны в двухслойном графене необходимо просто подобрать нужные затворные напряжения. В настоящий момент ученые могут точно задавать значение ширины в пределах от 0 до 250 мэВ.
Подобные результаты позволяют говорить о возможности в будущем использовать двухслойный графен при создании универсальных «настраиваемых» электронных устройств и для генерации излучения ИК-диапазона, что необходимо в оптоэлектронике.
