Att lägga ihop lager av grafen med vit grafen skulle kunna producera designermaterial som kan skapa högfrekventa elektroniska enheter, University of Manchester forskare har hittat.
Skriver in Naturens nanoteknik , forskarna har visat hur en kombination av de tvådimensionella materialen i en stack kan skapa perfekta kristaller som kan användas i nästa generations transistorer.
Hexagonal bornitrid (hBN), annars känd som vit grafen, är en av en familj av tvådimensionella material som upptäcktes i spåren av isoleringen av grafen vid universitetet 2004. Manchester-forskare har tidigare visat hur man kombinerar 2D-material, i stackar som kallas heterostrukturer, kan leda till material som kan utformas för att möta industriella krav.
Nu, för första gången, teamet har visat att det elektroniska beteendet hos heterostrukturerna kan förändras enormt genom att exakt kontrollera orienteringen av de kristallina lagren i staplarna.
Forskarna, ledd av University of Manchesters nobelpristagare Sir Kostya Novoselov, noggrant riktade två grafenelektroder åtskilda av hBN och upptäckte att det fanns ett bevarande av elektronenergi och momentum.
Fynden kan bana väg för enheter med ultrahöga frekvenser, såsom elektroniska eller fotovoltaiska sensorer.
Forskningen utfördes med forskare från Lancaster och Nottingham Universities i Storbritannien, och kollegor i Ryssland, Seoul och Japan.
Professor Laurence Eaves, en gemensam akademiker från universiteten i Manchester och Nottingham, sa:""Denna forskning härrör från en vacker kombination av klassiska rörelselagar och elektronernas kvantvågsnatur, som gör det möjligt för dem att strömma genom barriärer.
"Vi är optimistiska att ytterligare förbättringar av enhetsdesignen kommer att leda till tillämpningar inom högfrekvent elektronik."
Professor Vladimir Falko, från Lancaster University, tillade:"Vår observation av tunnling och negativ differentiell konduktans i enheter gjorda av flera lager av grafen och hexagonal bornitrid visar potentialen som detta system har för elektroniktillämpningar.
"Det är nu upp till materialodlare att hitta sätt att producera sådana flerskiktssystem med hjälp av odlingstekniker snarare än mekanisk överföringsmetod som används i detta arbete."
