Forskare vid National Physical Laboratory (NPL) har upptäckt att konduktiviteten vid kanterna på grafenenheter skiljer sig från det centrala materialet.

Gruppen använde lokal skanning elektrisk teknik för att undersöka de lokala nanoskala elektroniska egenskaperna hos epitaxial grafen, i synnerhet skillnaderna mellan kanterna och de centrala delarna av grafen Hall bar -enheter. Forskningen publicerades i Vetenskapliga rapporter , en öppen åtkomstpublikation från Nature Publishing Group.

Forskarna fann att den centrala delen av grafenkanalen visade elektronledning (n-dopad), medan kanterna visade hålledning (p-dopad). De kunde också exakt ställa in ledningen längs kanterna på grafenenheterna med hjälp av sidogrindar, utan att påverka de ledande egenskaperna i mitten.

I mindre skala, dessa effekter blir mer akuta; när du arbetar på submikronnivå, de ändrade egenskaperna kan påverka upp till 25% av materialet. Även om både halvledare av n- och p-typ leder elektricitet, olika typer av ledning måste erkännas i utvecklingen av alla enheter. Grafen används alltmer i elektronikindustrin och nya enheter kommer att behöva tillgodose dessa skillnader.

Inversionseffekterna var störst strax efter att grafen hade rengjorts, vilket indikerar att bärarinversionen orsakades av defekter vid kanalkanten som infördes av plasmainteringsprocessen som användes för att bilda grafenanordningarna. Däremot, några timmar efter rengöring, inversionseffekterna reducerades när luftburna molekyler hade adsorberats på de okopplade bindningarna vid kanterna av grafen.

Resultaten av denna studie är användbara för att utveckla grafen -nanoribbon -enheter samt för att titta på kantfotoströmmar och quantum Hall -effekten. Teamet utökar sitt arbete genom att undersöka dessa effekter i strukturellt olika former av grafen. Genom att göra så, de kommer att kunna jämföra olika typer av grafen och titta närmare på orsaken till dessa effekter.