Metal tylko zygzakiem

Uczeni z University of Illinois udowodnili, że struktura brzegów kawałka grafenu wpływa na jego właściwości. Naukowcy już od pewnego czasu podejrzewali, że orientacja atomów na brzegach siatki krystalicznej ma olbrzymie znaczenie, jednak nigdy tego nie udowodniono.

Nasz eksperyment wykazał bez najmniejszej wątpliwości, że krystalograficzna orientacja krawędzi grafenu wpływa na jego właściwości elektroniczne - mówi profesor Joseph Lyding. By wykorzystać grafen w przyszłej nanoelektronice będziemy musieli precyzyjnie kontrolować geometrię tych struktur - dodaje.

Uczeni, profesor Lyding i jego były student Kyle Ritter, opracowali nową metodę cięcia grafenu i osadzania jego kawałków na półprzewodniku. Później użyli mikroskopu skanningowego do zbadania swoich próbek. Odkryliśmy, że kawałki grafenu o wielkości mniejszej niż 10 nanometrów i z brzegami o orientacji zygzakowatej wykazują właściwości metaliczne, a nie, jak można by się spodziewać z samej tylko ich wielkości - półprzewodnikowe - informuje Lyding. Nawet mały zygzakowaty fragment w 5-nanometrowym kawałku zmieni jego właściwości na metaliczne. Zbudowany z niego tranzystor nie będzie pracował - dodaje.

Grafen, w przeciwieństwie do nanorurek, to dwuwymiarowa struktura, z którą można pracować używając narzędzi obecnie wykorzystywanych w przemyśle półprzewodnikowym. Prace Lydinga i Rittera dowodzą jednak, że obróbka grafenu będzie trudniejsza niż przypuszczano i należy przeprowadzać ją niezwykle precyzyjnie. W zamian uzyskujemy jednak materiał który, w zależności od kształtu, może działać jak metal bądź półprzewodnik.

grafen właściwości struktura kształt