Tədqiqat qrupu qrafendə elektron zolaqları seçmə tənzimləmək üçün yeni bir üsul təqdim etdi. Fiziki İcmal Məktublarında dərc olunmuş onların tapıntıları qrafendə müxtəlif növ bant dispersiyalarını idarə etmək üçün süni super şəbəkə sahələrinin potensialını nümayiş etdirir.

Heterostrukturlar, fazalararası gərginlik və ərintilər kimi ənənəvi zolaq mühəndisliyi üsulları, xüsusən də layihələndirilmiş zolaq strukturları üzərində in situ və davamlı nəzarətin təmin edilməsində məhdudiyyətlərə malikdir. Van der Waals (vdW) materiallarının, xüsusən də qrafenin meydana gəlməsi, enerji zolaqlarını dəyişdirə və müxtəlif fövqəladə fiziki hadisələrə səbəb ola bilən qapı və moir heterostrukturları vasitəsilə bant strukturu mühəndisliyi üçün yeni imkanlar açdı.

Əsas problem xüsusi elektron xassələrə nail olmaq üçün bant strukturlarının dəqiq idarə edilməsi və manipulyasiyasındadır. Əvvəlki üsullar daha az çevik idi və bantların dispersiya xüsusiyyətlərini aktiv və seçici şəkildə dəyişdirmək qabiliyyətinə malik deyildi.

Çətinlikləri həll etmək üçün bu tədqiqat qrafendə Dirac zolaqlarını manipulyasiya etmək üçün süni kaqome super şəbəkə yaratmaqla band mühəndisliyinin paradiqma dəyişdirmə metodunu təqdim edir. Kaqome super şəbəkəsi 80 nm-lik böyük bir dövrlə dizayn edilmişdir ki, bu da müxtəlif yüksək enerjili zolaqların eksperimental olaraq müşahidə və manipulyasiya edilə bilən aşağı enerjili rejimə qatlanması və sıxılması üçün əsasdır.

Tədqiqatın əsas yeniliyi kagome superlattice daxilində yüksək səviyyəli potensialdan istifadə edilməsindədir. Bu potensial müxtəlif töhfələr vasitəsilə band strukturlarının yenidən qurulmasına imkan verir ki, bu da dispersiya-selektiv band modulyasiyasına gətirib çıxarır. Tədqiqatçılar standart van der Waals montaj texnikası və elektron şüa litoqrafiyasından istifadə edərək süni qəfəs qurğusunu hazırlayıb , qrafen üçün yerli qapı rolunu oynayan kaqome-torlu naxış yaradıblar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1724842046&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-kagome-superlattice-method-tune-graphene.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl1dLDBd&dt=1724842046701&bpp=1&bdt=420&idt=257&shv=r20240822&mjsv=m202408210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724842032%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724842032%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6392591390952&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2040&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759842%2C31086449%2C31086549%2C44798934%2C95331688%2C95338228&oid=2&pvsid=3939728564323579&tmod=687684231&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage5.html&fc=1920&brdim=-1%2C-1%2C-1%2C-1%2C1536%2C0%2C1538%2C818%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=263

Yerli qapıya və aşqarlanmış silikon substrata tətbiq olunan gərginliyi müstəqil şəkildə tənzimləməklə tədqiqatçılar həm süni potensialın gücünü, həm də qrafendəki daşıyıcı sıxlığını incə şəkildə idarə edə bildilər . Yüksək səviyyəli kaqome potensialı tədqiqatçılara spektral çəkinin çoxsaylı Dirac zirvələri arasında yenidən bölüşdürülməsini müşahidə etmək və manipulyasiya etmək imkanı verdi.

Bundan əlavə, bir maqnit sahəsinin tətbiqi super şəbəkənin bant strukturuna təsirini effektiv şəkildə zəiflətməklə, daxili Dirac bandını yenidən aktivləşdirdiyi göstərildi. Bu tapıntı materialın elektron xüsusiyyətlərini idarə etmək üçün əlavə düyməni təmin edir.

Nəticə olaraq, süni kaqome superlattice istifadə edərək, tədqiqatda təqdim edilən innovativ yanaşma, bant strukturu mühəndisliyi üzərində görünməmiş nəzarət təklif edir. Bu üsul təkcə sahənin elektron xassələrin dəqiq manipulyasiyası üçün imkanlarını inkişaf etdirmir, həm də dizayn edilmiş funksionallığı olan yeni fiziki hadisələrin və materialların kəşfi üçün yeni imkanlar açır.

Komandaya Çin Elmlər Akademiyasının (CAS) Çin Elm və Texnologiya Universitetindən (USTC) professor Zeng Changqan başçılıq edirdi, o, Uhan Universitetindən professor Şenq Junyuan və IMDEA Nanociencia-dan professor Fransisko Qvineya ilə əməkdaşlıq edirdi. İspaniya.

Daha çox məlumat: Shuai Wang və digərləri, Süni Kagome Superlattice-də Dispersiya-Seçici Band Mühəndisliyi, Fiziki Baxış Məktubları (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.066302

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Çin Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir