Физики нашли причину главного недостатка графена

Группа физиков под руководством Кирилла Болотина из Университета Вандербильда установила причину низкой электронной мобильности в графене, сообщает Lenta.Ru. Кроме того, они смогли увеличить этот показатель в три раза. Результаты работы исследователей опубликованы в журнале Nature Communications.

В ходе исследования слой графена помещался на специальную подложку с позолоченными электродами. После этого ученые измеряли скорость движения электронов при погружении пленки в различные среды. Было установлено, что чем больше вещество, окружающее пленку графена экранирует электрическое поле, тем быстрее движутся электроны в самом графене. Максимальную электрическую мобильность 60 000 см2/(В•с) графен показал, когда был погружен в анизол.

Благодаря полученным результатам исследователи не только нашли рецепт увеличения электронной мобильности, но и ответ на вопрос о том, почему её значение у реального графена всегда ниже теоретически возможного.

Теоретически, графен должен иметь электронную мобильность, превосходящую почти все известные материалы. Однако в процессе получения материал оказывается загрязнен примесями, которые несут электрический заряд.

Физики уже подозревали их, а также складки поверхности, когда искали причину низкой электронной мобильности. Однако до работы группы Болотина подозрения оставались теоретическими, и только теперь получили экспериментальное подтверждение. Увеличение электронной мобильности в среде, которая хорошо экранирует электрическое поле, означает, что низкое наблюдаемое значение объясняется влиянием электрического поля примесей.

Графен является аллотропной модификацией углерода, наряду с алмазом и графитом. Он представляет собой пленку толщиной в один атом, где углерод располагается в вершинах гексагональной сетки. Впервые этот материал был получен выходцами из России Константином Новоселовым и Андреем Геймом. За свое открытие они удостоились Нобелевской премии 2010 года.