Dens nærhed, der tæller:Hvordan nærhed påvirker grafens modstand

Grafen ses ofte som fremtidens undermateriale. Forskere kan nu dyrke perfekte grafenlag på krystaller i kvadratcentimeter. Et forskerhold fra University of Göttingen, sammen med Chemnitz University of Technology og Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig, har undersøgt den underliggende krystal indflydelse på grafens elektriske modstand. I modsætning til tidligere antagelser, de nye resultater viser, at processen kendt som 'nærhedseffekten' varierer betydeligt i en nanometer skala. Resultaterne er blevet offentliggjort i Naturkommunikation .

Sammensætningen af ​​grafen er meget enkel. Det er et enkelt atomlag af carbonatomer arrangeret i en bikage struktur. Den tredimensionelle form er allerede en integreret del af vores hverdag:vi ser den f.eks. I spidsen for en almindelig blyant. Imidlertid, det todimensionale materiale grafen blev først syntetiseret i laboratoriet i 2004. For at bestemme grafens elektriske modstand i mindst mulig skala, fysikerne brugte et "scannende tunnelmikroskop". Dette kan gøre atomstrukturer synlige ved at scanne overfladen med en fin metalspids. Holdet brugte også spidsen af ​​scanningstunnelmikroskopet til at måle spændingsfaldet og dermed den elektriske modstand i den lille grafenprøve.

Afhængigt af den afstand, de målte, forskerne bestemte meget forskellige værdier for den elektriske modstand. De angiver nærhedseffekten som årsagen til dette. "Den rumligt varierende interaktion mellem grafen og den underliggende krystal betyder, at vi måler forskellige elektriske modstande afhængigt af den nøjagtige position, "forklarer Anna Sinterhauf, første forfatter og doktorand ved det fysiske fakultet ved universitetet i Göttingen.

Ved lave temperaturer på 8 Kelvin, som er omkring minus 265 grader celsius, holdet fandt variationer i lokal modstand på op til 270 procent. "Dette resultat tyder på, at den elektriske modstand af grafenlag, der epitaksielt vokser på en krystaloverflade, ikke bare kan beregnes ud fra et gennemsnit taget fra værdier målt i en større skala, "forklarer Dr. Martin Wenderoth, leder af arbejdsgruppen. Teamet antager, at nærhedseffekten også kan spille en vigtig rolle for andre todimensionale materialer.