Ett team av forskare från Storbritannien, Japan och USA har funnit att Umklapp-spridning i moiré-supergaller kan försämra den inneboende högtemperaturrörligheten hos dess grafens laddningsbärare. I deras tidning publicerad i tidningen Naturfysik , gruppen beskriver deras studie av supergaller gjorda med grafen och med sexkantig bornitrid som substrat, och vad de hittade.

Ett supergitter är en struktur som skapas genom att lägga ihop två eller flera mycket tunna material tillsammans - det är vanligtvis i storleksordningen några nanometer, och vanligtvis tillverkad åtminstone delvis med grafen. När forskare letar efter sätt att fortsätta krympa ner material och strukturer som används för att göra enheter som smartphones och bärbara datorer, de har tittat på strukturer som nanoskala atomklusterarrayer baserade på quantum dot superlattices. I synnerhet, det har observerats att en optimal design för ett supergaller följer ett moirémönster (baserat på textilen). Men sådana idéer kan behöva ändras på grund av forskarnas resultat om denna nya insats. I deras arbete, de har funnit att Umklapp elektron-elektron (Uee) spridning försämrar rörligheten hos laddningsbärarna i grafen.

Uee är en spridningsprocess som ger metaller elektrisk motstånd, och används med supergaller. Det gör att elektroner kan överföra fart till gallret, ger metaller motstånd. Forskarna noterar att det traditionellt har varit ganska svårt att mäta processen på grund av störningar från andra fenomen.

I deras experiment, forskarna skapade testgaller från grafen och sexkantigt bornitrid. Vid testning med supergaller, de fann att Uee -spridning dominerade rörelseegenskaper i gitter heterostrukturer. Denna dominans ledde till ett överskott av resistivitet, som växte tillsammans med gallret. Nettoresultatet var en minskning av rumstemperaturrörligheten med mer än en storleksordning.

Forskarna noterar att deras resultat inte utesluter användningen av Uee och superlatt i framtida elektroniska enheter - de fann att den ökade resistiviteten kan förhindras genom att rikta in eller vrida kristallerna som bildar strukturen. Ett extra steg kanske men inte en affärsavbrytare.

© 2018 Science X