Hvordan grafens elektriske egenskaber kan tunes

1. Doping: Ved at indføre urenheder eller dopingmidler i grafengitteret kan dets elektriske egenskaber modificeres. For eksempel kan doping af grafen med nitrogenatomer øge dets ledningsevne og gøre det til en n-type halvleder, mens doping med boratomer kan skabe en p-type halvleder.

2. Strain Engineering: Påføring af belastning eller mekanisk stress på grafen kan ændre dets elektroniske båndstruktur betydeligt og dermed dets elektriske egenskaber. Ved at strække eller komprimere grafenarket kan båndgabet modificeres, hvilket fører til ændringer i ledningsevne og andre elektriske egenskaber.

3. Underlagsteknik: Den type substrat, hvorpå grafen dyrkes eller overføres, kan påvirke dets elektriske egenskaber. For eksempel kan placering af grafen på et substrat med en specifik dielektrisk konstant eller atomarrangement ændre dets bærermobilitet og andre elektriske parametre.

4. Funktionalisering: Kemisk funktionalisering af grafen med forskellige funktionelle grupper eller molekyler kan ændre dets elektriske egenskaber. Ved at tilknytte specifikke funktionelle grupper kan den elektroniske struktur af grafen modificeres, hvilket fører til ændringer i ledningsevne, båndgab og andre elektriske egenskaber.

5. Kvanteindeslutning: Grafen kan mønstres i nanostrukturer, såsom nanobånd eller kvanteprikker, som udviser unikke elektriske egenskaber på grund af kvanteindeslutningseffekter. Disse nanostrukturer kan have forskellige båndgab og ledningsevne sammenlignet med uberørt grafen.

6. Elektrisk felteffekt: Anvendelse af et elektrisk felt vinkelret på grafenplanet kan inducere en ændring i dets bærerkoncentration og ledningsevne. Denne effekt ses almindeligvis i grafenbaserede felteffekttransistorer (GFET'er).

7. Magnetisk felteffekt: Et magnetfelt kan også påvirke grafens elektriske egenskaber ved at påvirke dets ladningsbæreres spin. Dette fænomen er kendt som kvante-Hall-effekten og kan bruges til at studere grafens grundlæggende elektroniske egenskaber.

Ved at anvende disse metoder kan de elektriske egenskaber af grafen styres præcist og skræddersyes til specifikke applikationer inden for elektronik, optoelektronik, energilagring og andre områder.