Ученые заставили электроны двигаться по заданному пути на поверхности графена - «Наука и технологии»

В настоящее время появляется все больше и больше плоских двухмерных материалов, которые составляют конкуренцию графену. Но ни один из этих материалов не обладает свойством проводить электроны практически без сопротивления, благодаря чему они ведут себя в этом материале практически как фотоны. Этой особенностью графена давно интересуются ученые-физики из университета Базеля, Швейцария, и их последним достижением в этой области является технология, позволяющая направить движение электронов в графене строго по предопределенном пути.

Ключом к управлению движением электронов является приложение к графену электрического и магнитного полей определенных конфигураций. Графеновая пленка была растянута меж двух серебряных электродов и к ее поверхности были подведены два дополнительных золотых электрода, потенциал на которых создавал управляющее электрическое поле. Управляющее магнитное поле прикладывалось перпендикулярно плоскости графеновой пленки и оно создавалось при помощи катушки.

Переключая полярность электрических полей и направление магнитного поля, ученые добились проявления эффекта релейного переключения, который возможен только в графене из-за отсутствия у этого материала так называемой электронной запрещенной зоны. При постоянном переключении управляющих сигналов с определенной частотой электроны двигались в графене по пути, напоминающем по форме синусоиду.

"Мы реализовали нечто вроде нановыключателя, который может управлять направлением движения электронов при помощи изменений магнитного и электрического полей" - рассказывает Кристиан Шененбергер (Christian Sch?nenberger), один из исследователей, - "Используя этот нановыключатель можно сделать множество самых разнообразных электронных приборов и устройств, которые станут основой графеновой электроники следующего поколения".

"Раньше мы пытались управлять движением потока электронов в графене при помощи уже известных методов, используемых в традиционной электронике. Но свойства графена являются столь уникальными и исключительными, что для управления электронами в этом материале требуются совершенно иные технологии" - рассказывает Уолт де Хиир (Walt de Heer), ученый из Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology), который в прошлом году продемонстрировал подобное фотонам поведение электронов в графеновых лентах, - "И теперь нам удалось найти новый метод управления электронами, что может привести к появлению совершенно новых классов электронных устройств, основу которых составит технология управления "баллистическим" движение электронов. И эти устройства будут кардинально отличаться от известных нам кремниевых электронных устройств".