Физики создали в графене ловушки для электронов

Ученые исследовали свойства двухслойного графена, листы которого повернуты относительно друг друга и неодинаково растянуты. Оказалось, что таким образом создаются области с различной плотностью электронных состояний. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Вещество из углерода с шестиугольным расположением атомов и толщиной всего в один атом — графен — привлекает внимание физиков в последние годы благодаря целому ряду уникальных свойств. Одним из них является исключительная проводимость этого вещества, в котором электроны эффективно являются безмассовыми частицами. Однако для многих приложений необходимо создавать материалы с различными электронными свойствами. Оказывается, что одного графена с небольшими изменениями может быть достаточно во многих случаях.

Ученые недавно показали, что двухслойный графен обладает свойствами сверхпроводника, если его слои повернуты под определенным углом. В новой работе показано, что электронными свойствами можно управлять в более широком диапазоне. Венсан Ренар и его коллеги из Университета Гренобль-Альпы синтезировали двуслойный графен, слои которого были неодинаково натянуты. В результате помимо периодичности кристаллической решетки внутри слоев, все вещество стало обладать периодичностью на большем масштабе: в некоторых областях атомы разных слоев находились друг над другом, а в других, отстоящих на строго определенное расстояние, располагались напротив центра шестиугольных ячеек второго слоя.

В результате электронные свойства кардинально поменялись, что было экспериментально продемонстрировано с помощью измерений на сканирующем туннельном микроскопе. Опыты показали, что в местах совпадения решеток наблюдалось существенно увеличенное количество электронных состояний, в то время как в областях, где решетки были рассогласованы на полпериода, таких состояний было намного меньше, то есть электроны их избегали. В данный момент подобная структура не предоставляет конкретных преимуществ перед другими подходами к применению графена, но авторы надеются, что их работа станет началом нового подхода, а теоретические работы позволят предсказывать структуры с нужными свойствами.

Источник: indicator.ru