Forskere undersøger, hvordan elektrisk strøm flyder i flerlags 2-D materialer

Forskere undersøger aktivt strømmen af ​​elektrisk strøm i flerlags todimensionelle (2-D) materialer, såsom grafen, overgangsmetal dichalcogenider (TMD'er) og sort fosfor. Disse materialer har unikke elektroniske egenskaber, der gør dem til lovende kandidater til næste generations elektroniske enheder. At forstå det aktuelle flow i disse materialer er afgørende for at optimere deres ydeevne og realisere deres potentielle anvendelser.

Flerlags 2-D materialer er sammensat af flere lag af atomer stablet sammen. Samspillet mellem disse lag kan i væsentlig grad påvirke materialets elektriske egenskaber. For eksempel kan mellemlagskoblingen i grafen føre til dannelsen af ​​kvantebrøndtilstande og Dirac-kegler, som giver anledning til unikke elektroniske transportfænomener.

Et vigtigt aspekt af strømflow i flerlags 2-D materialer er rollen som mellemlagstransport. I disse materialer kan elektrisk strøm flyde ikke kun inden for hvert enkelt lag, men også mellem forskellige lag. Mellemlagstransporten kan medieres af forskellige mekanismer, såsom direkte tunneling, phonon-assisteret tunneling og defekt-assisteret transport. Forståelse og styring af disse mellemlagstransportmekanismer er afgørende for at designe højtydende elektroniske enheder baseret på flerlags 2-D-materialer.

En anden nøglefaktor, der påvirker strømstrømmen i flerlags 2-D materialer, er tilstedeværelsen af ​​defekter og urenheder. Defekter kan fungere som spredningscentre for elektroner og hindre deres transport. Derfor er reduktion af defekter og urenheder afgørende for at forbedre materialets elektriske ledningsevne. Teknikker som kemisk dampaflejring (CVD) og molekylær stråleepitaxi (MBE) bruges almindeligvis til at dyrke højkvalitets flerlags 2-D materialer med minimale defekter.

Forskere undersøger også virkningerne af belastning og eksterne felter på strømstrømmen i flerlags 2-D materialer. Deformation kan ændre materialets elektroniske båndstruktur og interlags interaktioner, hvilket fører til ændringer i den elektriske ledningsevne og andre transportegenskaber. Eksterne felter, såsom magnetiske felter og elektriske felter, kan også påvirke strømstrømmen og give anledning til interessante magnetotransport- og elektrotransportfænomener.

Sammenfattende undersøger forskere aktivt, hvordan elektrisk strøm flyder i flerlags 2D-materialer. Ved at forstå rollen af ​​mellemlagstransport, defekter, belastninger og eksterne felter, sigter forskerne på at optimere de elektriske egenskaber af disse materialer og frigøre deres fulde potentiale for næste generations elektroniske enhedsapplikationer.