グラフェンは、六角格子状に配列した炭素原子の単層構造です。この材料は非常に柔軟で優れた電子特性を有するため、多くの用途、特に電子部品に魅力的です。
スイスナノサイエンス研究所とバーゼル大学物理学部のクリスチャン・シェーネンベルガー教授率いる研究者らは、機械的伸張による材料の電子特性。これを実現するために、研究者らは、原子レベルの薄さのグラフェン層を制御された方法で引き伸ばしながらその電子特性を測定することができるフレームワークを開発しました。
下から圧力が加わると、部品は曲がります。これにより、埋め込まれたグラフェン層が伸長し、電気特性が変化します。
棚の上のサンドイッチ
研究者たちはまず、グラフェン層を2層の窒化ホウ素層で挟んだ「サンドイッチ」構造を作製した。電気接点を備えた部品をフレキシブル基板上に貼り付ける。
研究者たちは次に、くさびを使ってサンドイッチの中央に下から圧力をかけました。「くさびを使うことで、コンポーネントを制御された方法で曲げ、グラフェン層全体を伸ばすことができます」と、筆頭著者のルジュン・ワン博士は説明しました。
「グラフェンを伸ばすことで、炭素原子間の距離を選択的に変えることができ、それによって結合エネルギーを変えることができます」と、実験研究者のアンドレアス・バウムガルトナー博士は付け加えた。
電子状態の変化研究者たちはまず光学的手法を用いてグラフェンの伸縮を較正した。次に電気的手法を用いて グラフェンの変形が電子エネルギーをどのように変化させるかを調べるために、輸送測定が行われた。 エネルギーの変化を確認するには、マイナス 269°C で測定を行う必要があります。
中性電荷点 (CNP) における、a 歪みのないグラフェンと b 歪みのある (緑色の影付き) グラフェンのデバイス エネルギー レベル図。 「核間の距離はグラフェンの電子状態の特性に直接影響します」とバウムガートナーは言う。結果を要約した。「伸縮が均一であれば、電子の速度とエネルギーのみが変化する。エネルギーは本質的に理論によって予測されるスカラーポテンシャルであり、我々はこれを次のように証明することができた。実験です。" これらの成果は、センサーや新しいタイプのトランジスタの開発につながると考えられます。さらに、グラフェンは他の二次元材料のモデルシステムとして、世界中で重要な研究テーマとなっている。近年。
投稿日時: 2021年7月2日
