Den schematiska strukturen för enheterna Kredit:Davit Ghazaryan
Forskare från Högre Handelshögskolan, Manchester University, Ulsan National Institute of Science &Technology och Korea Institute of Science and Technology har utvecklat en ny teknik som kombinerar tillverkningsprocedurerna för plana och vertikala heterostrukturer för att montera grafenbaserade enelektrontransistorer av utmärkt kvalitet.
Denna teknik kan avsevärt utöka omfattningen av forskning om tvådimensionella material genom att införa en bredare plattform för undersökning av olika enheter och fysiska fenomen. Manuskriptet publiceras som en artikel i Naturkommunikation .
I studien, det visades att högkvalitativa grafenkvantprickar (GQDs), oavsett om de var beställda eller slumpmässigt fördelade, kunde framgångsrikt syntetiseras i en matris av monolager hexagonal bornitrid (hBN). Här, tillväxten av GQDs i lagret av hBN visades stödjas katalytiskt av platina (Pt) nanopartiklar fördelade mellan hBN och stödjande oxiderat kisel (SiO) 2 ) rån, när hela strukturen behandlades av värmen i metangasen (CH4). På grund av samma gitterstruktur (hexagonal) och liten gittermissanpassning (~1,5 procent) av grafen och hBN, grafenöar växer i hBN med passiverade kanttillstånd, vilket ger upphov till bildandet av defektfria kvantprickar inbäddade i hBN-monoskiktet.
Optisk mikrofotografi (100X) av en av enheterna med de markerade lagren av grafenelektroder Kredit:Davit Ghazaryan
Sådana plana heterostrukturer inkorporerade med hjälp av standard torröverföring som mellanskikt i den vanliga strukturen hos vertikala tunneltransistorer studerades genom tunnelspektroskopi vid låga temperaturer (3He, 250mK). Studien visade platsen där väletablerade fenomen av Coulomb-blockaden för varje grafenkvantprick manifesterar sig som en separat enskild elektronöverföringskanal.
"Även om den enastående kvaliteten på våra enelektrontransistorer skulle kunna användas för utvecklingen av framtida elektronik, " förklarar studiens medförfattare Davit Ghazaryan, docent vid HSE-fakulteten för fysik, och forskarassistent vid Institutet för fasta tillståndets fysik (RAS). "Detta arbete är mest värdefullt ur en teknisk synvinkel eftersom det föreslår en ny plattform för undersökning av fysikaliska egenskaper hos olika material genom en kombination av plana och van der Waals heterostrukturer."
Tillväxten av grafenkvantprickar inom hBN-matrisen Kredit:Davit Ghazaryan
