Door lagen grafeen te sandwichen met wit grafeen kunnen designermaterialen worden geproduceerd die in staat zijn om hoogfrequente elektronische apparaten te maken, Wetenschappers van de Universiteit van Manchester hebben ontdekt.

Inschrijven Natuur Nanotechnologie , de onderzoekers hebben aangetoond hoe het combineren van de tweedimensionale materialen in een stapel perfecte kristallen kan creëren die kunnen worden gebruikt in transistors van de volgende generatie.

Zeshoekig boornitride (hBN), ook wel bekend als wit grafeen, behoort tot een familie van tweedimensionale materialen die zijn ontdekt in de nasleep van de isolatie van grafeen aan de universiteit in 2004. Manchester-onderzoekers hebben eerder aangetoond hoe het combineren van 2D-materialen, in stapels genaamd heterostructuren, zou kunnen leiden tot materialen die kunnen worden ontworpen om aan de industriële eisen te voldoen.

Nutsvoorzieningen, Voor de eerste keer, het team heeft aangetoond dat het elektronische gedrag van de heterostructuren enorm kan worden veranderd door de oriëntatie van de kristallijne lagen in de stapels nauwkeurig te regelen.

De onderzoekers, onder leiding van de Nobelprijswinnaar van de Universiteit van Manchester, Sir Kostya Novoselov, zorgvuldig uitgelijnd twee grafeenelektroden gescheiden door hBN en ontdekte dat er een behoud van elektronenenergie en momentum was.

De bevindingen kunnen de weg vrijmaken voor apparaten met ultrahoge frequenties, zoals elektronische of fotovoltaïsche sensoren.

Het onderzoek is uitgevoerd met wetenschappers van de universiteiten van Lancaster en Nottingham in het Verenigd Koninkrijk, en collega's in Rusland, Seoel en Japan.

Professor Laurence Eaves, een gezamenlijke academicus van de universiteiten van Manchester en Nottingham, zei:"Dit onderzoek komt voort uit een prachtige combinatie van klassieke bewegingswetten en de kwantumgolfaard van elektronen, waardoor ze door barrières kunnen stromen.

"We zijn optimistisch dat verdere verbeteringen aan het apparaatontwerp zullen leiden tot toepassingen in hoogfrequente elektronica."

Professor Vladimir Falko, van de Universiteit van Lancaster, toegevoegd:"Onze observatie van tunneling en negatieve differentiële geleiding in apparaten gemaakt van meerlagen grafeen en hexagonaal boornitride toont het potentieel aan dat dit systeem heeft voor elektronische toepassingen.

"Het is nu aan materiaaltelers om manieren te vinden om dergelijke meerlaagse systemen te produceren met behulp van groeitechnieken in plaats van de mechanische overdrachtsmethode die in dit werk wordt gebruikt."