Вченим вперше вдалося отримати знімки руху електричного струму в графені

Дослідники з університету Мельбурна стали першими, кому вдалося отримати зображення, на яких відображено рух електронів в середовищі двомірного матеріалу, графена.

Використаний для отримання знімків новий спосіб дозволяє обійти ряд обмежень, які перешкоджали отриманню подібних знімків раніше. А вивчення поведінки електронів в середовищі надтонких матеріалів повинно забезпечити досить потужний поштовх розвитку електроніки наступного покоління, спінтроніки та квантових обчислювальних технологій.

“Виробництво електронних пристроїв наступного покоління, які, швидше за все, будуть засновані на надтонких і двомірних матеріалах, зіткнеться з труднощами, пов’язаними з дрібними тріщинами та іншими дефектами в використовуваних матеріалах. Ці дефекти будуть втручатися і впливати на поширення електричних струмів, поведінка яких в тонких матеріалах часто значно відрізняється від поведінки в середовищі звичайних провідників “- розповідає професор Ллойд Холленберг (Lloyd Hollenberg), керівник Центру квантових обчислювальних і комунікаційних аціонного технологій.

Для отримання знімків руху електронів група професора Холленберг використовувала квантовий зонд, на поверхні якого штучно були створені так звані “кольорові плями”. Зонд був виготовлений з чистого алмазу, а “кольорові плями” представляли собою так звані азотні вакансії, атоми азоту, впроваджені в кристалічну решітку недалеко від поверхні кристала. Поверх поверхні алмазного зонда, впритул до неї було накладено шматок графеновой плівки, через яку пропускався досліджуваний електричний струм.

“Ми висвітлювали алмаз світлом зеленого лазера, а” кольорова пляма “перєїзлучать світло червоного кольору, параметри якого залежали від взаємодії азотної вакансії в алмазі з електронами, що переміщаються в графені” – розповідає професор Холленберг, – “Вимірюючи інтенсивність червоного світла, ми проводимо вимірювання магнітного поля, створюваного рухом електричного струму. При цьому, чутливість обладнання дозволяє нам бачити не тільки особливості руху електронів, а й визначати величину впливу на це дефектів, присутніх в досліджуваному матеріалі “.

Вчені вважають, що дана технологія дозволить їм досліджувати особливості руху електричного струму не тільки в графені, але і в середовищі безлічі інших двомірних і надтонких матеріалів. Це, в свою чергу, може забезпечити наукові і технологічні прориви в інших областях, таких, як розробка акумуляторних батарей нового покоління, гнучких кольорових дисплеїв, сонячних батарей і надточних датчиків, що діють за рахунок принципів квантової механіки.