Wetenschappers onderzoeken actief de stroom van elektrische stroom in meerlaagse tweedimensionale (2D) materialen, zoals grafeen, overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD's) en zwarte fosfor. Deze materialen hebben unieke elektronische eigenschappen waardoor ze veelbelovende kandidaten zijn voor elektronische apparaten van de volgende generatie. Het begrijpen van de huidige stroom in deze materialen is cruciaal voor het optimaliseren van hun prestaties en het realiseren van hun potentiële toepassingen.

Meerlaagse 2D-materialen zijn samengesteld uit meerdere op elkaar gestapelde lagen atomen. De interacties tussen deze lagen kunnen de elektrische eigenschappen van het materiaal aanzienlijk beïnvloeden. De koppeling tussen de lagen in grafeen kan bijvoorbeeld leiden tot de vorming van kwantumputtoestanden en Dirac-kegels, die aanleiding geven tot unieke elektronische transportfenomenen.

Een belangrijk aspect van de stroom in meerlaagse 2D-materialen is de rol van transport tussen de lagen. In deze materialen kan elektrische stroom niet alleen binnen elke afzonderlijke laag vloeien, maar ook tussen verschillende lagen. Het tussenlaagtransport kan worden gemedieerd door verschillende mechanismen, zoals directe tunneling, door fonon ondersteunde tunneling en door defecten ondersteund transport. Het begrijpen en beheersen van deze tussenlaagse transportmechanismen is cruciaal voor het ontwerpen van hoogwaardige elektronische apparaten op basis van meerlaagse 2D-materialen.

Een andere sleutelfactor die de stroomsterkte in meerlaagse 2D-materialen beïnvloedt, is de aanwezigheid van defecten en onzuiverheden. Defecten kunnen fungeren als verstrooiingscentra voor elektronen en hun transport belemmeren. Daarom is het verminderen van defecten en onzuiverheden cruciaal voor het verbeteren van de elektrische geleidbaarheid van het materiaal. Technieken zoals chemische dampdepositie (CVD) en moleculaire bundelepitaxie (MBE) worden vaak gebruikt om hoogwaardige meerlaagse 2D-materialen te kweken met minimale defecten.

Wetenschappers onderzoeken ook de effecten van spanning en externe velden op de stroom in meerlaagse 2D-materialen. Spanning kan de elektronische bandstructuur van het materiaal en de interacties tussen de lagen wijzigen, wat leidt tot veranderingen in de elektrische geleidbaarheid en andere transporteigenschappen. Externe velden, zoals magnetische velden en elektrische velden, kunnen ook de stroomstroming beïnvloeden en aanleiding geven tot interessante magnetotransport- en elektrotransportverschijnselen.

Samenvattend onderzoeken wetenschappers actief hoe elektrische stroom vloeit in meerlaagse 2D-materialen. Door de rol van transport tussen lagen, defecten, spanning en externe velden te begrijpen, willen onderzoekers de elektrische eigenschappen van deze materialen optimaliseren en hun volledige potentieel ontsluiten voor elektronische apparaattoepassingen van de volgende generatie.