Предложен новый способ диэлектризации графена
Доктор наук R.Balog внес предложение проводить диэлектризацию графена при помощи формирования на нем сверхструктуры из адсорбированных атомов водорода.
Дабы применять графен в электронике, необходимо обучиться каким-то образом переводить его из практически железного в полупроводниковое состояние с большой шириной запрещенной территории Eg. Щель появляется, к примеру, в узких нанолентах, “вырезанных” из графена методом плазменного травления. Но величину Eg наряду с этим тяжело осуществлять контроль, потому, что она весьма чувствительна к конкретной ядерной структуре границ наноленты.
В работе доктора наук R.Balog и его сотрудников (Дания, Италия, Сербия), размещённой в издании Nature Mater, предложен новый метод диэлектризации графена: при помощи формирования на нем сверхструктуры из адсорбированных атомов водорода. Это достигается методом осаждения графена на подложку Ir(111), в следствии чего образуется муаровый узор (рис.1), появляющийся благодаря близости периодов треугольной решетки Ir и дуальной треугольной решетки из центров углеродных шестиугольников.
Рис. 1. a – Муаровый узор из оранжевых и светло синий линий. Расстояние между соседними линиями одного цвета различается на 5%. b – Муар из графена на подложке Ir(111). с и d – Две разные симметричные конфигурации C-Ir: атомы Ir расположены под центрами углеродных шестиугольников (с) либо под некоторыми атомами углерода (d).
При (d) водород адсорбируется в основном на атомах углерода, не образующих связей с атомами Ir.
Период для того чтобы узора образовывает около 2.5 нм – приблизительно на порядок больше, чем у графена. При последующей экспозиции примера в атомарном водороде последний адсорбируется в основном на атомах углерода, не связанных с атомами Ir (рис.1). Так формируется наноструктура из чередующихся “наводороженных” и графеновых областей.
Первые – сродни sp3-гибридизованному графану, в котором добрая половина атомов водорода заменена атомами Ir, у них Eg ~ 4 эВ. А в графеновых участках щель Eg ~ 0.5 эВ появляется благодаря их малых поперечных размеров, как в нанолентах. Наряду с этим величину Eg возможно в определенных пределах осуществлять контроль, легко изменяя концентрацию адсорбированного водорода.
Сверхструктуры изготовленные группой доктора наук R.Balog устойчивы кроме того при температуре выше комнатной. В будущем весьма интересно было бы изучить возможность формирования водородных узоров для того чтобы типа в графене на вторых (не проводящих) подложках (железный иридий не годится для применения в настоящих устройствах, поскольку закорачивает цепь). Помимо этого, остается открытым вопрос о влиянии адсорбции водорода на подвижность носителей тока, принципиально важно знать будет ли она такой же высокой как в графене.