Автор AZoNano 15 января 2021 г.

В Вашингтонском университете в Сент-Луисе группа физиков нашла способы локального добавления электрического заряда к атомарно тонкому графеновому устройству путем добавления нескольких слоев хлопьев другого тонкого материала, называемого альфа-RuCl ₃ поверх него.

В исследовании, опубликованном в журнале Nano Letters исследователи предлагают подробное описание процесса переноса заряда. Крайне важно получить контроль над прохождением электрического тока через атомарно тонкие материалы для обеспечения потенциальных будущих приложений в вычислительной технике или фотоэлектрической энергии.

В моей области, где мы изучаем гетероструктуры Ван-дер-Ваальса, сделанные путем сложения вместе атомарно тонких материалов на заказ, мы обычно контролируем заряд, прикладывая электрические поля к устройствам. Но теперь оказывается, что мы можем просто добавить слои RuCl ₃ . Он поглощает фиксированное количество электронов, что позволяет нам осуществлять «постоянный» перенос заряда, не требующий внешнего электрического поля .

Эрик Хенриксен, доцент кафедры физики, Школа искусств и наук, Вашингтонский университет в Сент-Луисе

Хенриксен является автором-корреспондентом нового исследования вместе с Кеном Берчем из Бостонского колледжа. Второй автор исследования – Джесси Болгли, аспирант лаборатории Хенриксена в Вашингтонском университете.

Вычислительные работы и расчеты были выполнены Ли Яном, профессором физики, и его аспирантом Сяобо Лу, оба из Вашингтонского университета и соавторы исследования.

Физики, изучающие конденсированное вещество, уделяют большое внимание альфа-RuCl ₃ так как они хотели бы использовать некоторые из его антиферромагнитных свойств для квантовых спиновых жидкостей. В новом исследовании команда сообщает, что альфа-RuCl ₃ может передавать заряд материалам многих различных типов, а не только графену, который является личным фаворитом Хенриксена

.

Исследователи также обнаружили, что для производства и передачи заряда достаточно разместить только один слой альфа-RuCl ₃ поверх своих устройств. Этот процесс работает даже тогда, когда тонкий лист электроизоляционного материала помещается между графеном и RuCl ₃ .

Мы можем контролировать количество втекающего заряда, варьируя толщину изолятора. Кроме того, мы можем физически и пространственно отделить источник заряда от места его попадания – это называется модуляционным легированием .

Эрик Хенриксен, доцент кафедры физики, Школа искусств и наук, Вашингтонский университет в Сент-Луисе

Добавление заряда к квантовой спиновой жидкости – один из механизмов, который считается фундаментальным в физике высокотемпературной сверхпроводимости.

Каждый раз, когда вы это делаете, это может стать захватывающим. И обычно вам приходится добавлять атомы к объемным материалам, что вызывает большой беспорядок. Но здесь заряд втекает прямо, нет необходимости изменять химическую структуру, так что это «чистый» способ добавления заряда .

Эрик Хенриксен, доцент кафедры физики, Школа искусств и наук, Вашингтонский университет в Сент-Луисе

Ссылка на журнал:

Wang, Y., и др. . (2021) Модуляция легирования через двумерный атомно-кристаллический акцептор. Нано-буквы . doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03493.

Источник: https://wustl.edu/[19459008visible