Ученые разработали метод захвата неуловимых электронов
Междисциплинарная группа ученых из Автономного университета Мадрида (Испания), Гренобльских Альп (Франция), Международной иберийской лаборатории нанотехнологий (Португалия) и Университета Аалто решила давнюю проблему графеновых электронов.
Уникальная двумерная структура графена означает, что электроны проходят через него не так, как в большинстве других материалов. Одним из следствий этого уникального переноса является то, что подача напряжения не останавливает электроны, как в большинстве других материалов.
Это проблема, потому что для создания полезных приложений из графена и его уникальных электронов, таких как квантовые компьютеры, необходимо иметь возможность останавливать и контролировать графеновые электроны.
Команда ученых использовала атомные «кирпичи», чтобы построить «стены», способные остановить электроны графена. Это было достигнуто путем создания атомных стенок, ограничивающих электроны, что привело к образованию структур, спектр которых затем сравнивался с теоретическими предсказаниями, демонстрируя, что электроны были ограничены.
В частности, исследователи выяснили, что сконструированные структуры привели к почти идеальному удержанию электронов, о чем свидетельствует появление резких резонансов квантовых ям с удивительно большим временем жизни.
Работа, опубликованная на этой неделе в издании Advanced Materials, указывает на то, что непроницаемые стенки для электронов графена могут быть созданы путем коллективного манипулирования большим количеством атомов водорода.
Для создания искусственных стен с субнанометрической точностью ученые использовали сканирующий туннельный микроскоп. Это привело к появлению наноструктур графена произвольно сложной формы с размерами от двух нанометров до одного микрона.
Важно отметить, что этот метод является неразуршительным, что позволяет исследователям стирать и восстанавливать наноструктуры по своему усмотрению, обеспечивая беспрецедентную степень контроля для создания искусственных графеновых устройств.
Эксперименты показывают, что сконструированные наноструктуры способны идеально удерживать электроны графена в этих искусственно созданных структурах, преодолевая критическую проблему, создаваемую туннелированием Клейна.
В конечном счете, открытие дает ученым много новых интересных возможностей, поскольку наноструктуры реализуют квантовые точки графена, которые могут быть выборочно связаны, открывая возможности для искусственно созданного квантового вещества.
