グラフェンは、六方格子状に配置された炭素原子の単層で構成されています。この材料は非常に柔軟性があり、優れた電子特性を備えているため、多くの用途、特に電子部品にとって魅力的です。
スイスナノサイエンス研究所とバーゼル大学物理学科のクリスチャン・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的特性。これを行うために、彼らは、原子的に薄いグラフェン層を、その電子特性を測定しながら制御された方法で引き伸ばすことができるフレームワークを開発した。
下から圧力がかかると部品が曲がります。これにより、埋め込まれたグラフェン層が伸長し、その電気的特性が変化します。
棚の上のサンドイッチ
科学者らはまず、2つの窒化ホウ素層の間にグラフェン層を挟んだ「サンドイッチ」サンドイッチを作製した。電気接点を備えた部品はフレキシブル基板に適用されます。
次に研究者らは、くさびを使ってサンドイッチの中央に下から圧力を加えました。「制御された方法でコンポーネントを曲げ、グラフェン層全体を拡張するためにこれを使用しています」と筆頭著者の Lujun Wang 博士は説明しました。
実験研究者のアンドレアス・バウムガートナー博士は、「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が変化する」と付け加えた。
変化した電子状態研究者らは最初に光学的方法を使用してグラフェンの伸縮を校正した。その後、彼らは電気を使用しました 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研究するための輸送測定。これらは エネルギーの変化を確認するには、マイナス 269°C で測定を実行する必要があります。
中性電荷点 (CNP) における a ひずみのないグラフェンと b ひずみのある (緑の影付き) グラフェンのデバイス エネルギー レベルの図。 「原子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氏結果をまとめました。「伸びが均一であれば、変化できるのは電子の速度とエネルギーだけです。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、これを次のように証明することができました。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。加えて、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ます。近年。
投稿時間: 2021 年 7 月 2 日