Sporing af topologiske forhold i grafen

Forskere har været i stand til at påvise, at grafen-nanostrukturer kan genereres ved udglødning af en nanostruktureret siliciumcarbidkrystal i et par år. "Disse todimensionelle, rumligt stærkt begrænsede kulstofbånd udviser en forsvindende lille elektrisk modstand selv ved stuetemperatur. De er således ballistiske, " forklarer prof. Dr. Christoph Tegenkamp, Leder af professoratet i faste overflader ved Chemnitz University of Technology. Noget lignende sker ikke, for eksempel, med et udvidet og perfekt todimensionelt lag af grafen.

Fysikere ved Chemnitz University of Technology, arbejder sammen med forskere fra Eindhoven University of Technology (Holland), Max Planck Instituttet i Stuttgart, og MAX IV-laboratoriet i Lund (Sverige), lykkedes med en bedre forståelse af denne kvanteeffekt. "Vi kunne verificere den nøjagtige struktur af disse såkaldte nanobånd for første gang ved hjælp af et ekstremt højopløseligt transmissionselektronmikroskop, " rapporterer ph.d.-studerende Markus Gruschwitz fra professoratet i Analyse af faste overflader. Thi Thuy Nhung Nguyen, som også er ved at afslutte sine ph.d.-studier på dette område, tilføjer, "Sammen med målinger fra scanningstunnelmikroskopet, den særlige kvantetilstand af dette system kunne nu lokaliseres og spektroskopiseres med høj opløsning."

Det er vigtigt for en teoretisk beskrivelse af den elektroniske struktur, at kanten af ​​grafen nanostrukturen har en binding til underlaget, og bøjningen induceret af dette forårsager en såkaldt strain effekt. Ved at bruge denne model, det var også muligt at forklare spinpolariseringen af ​​de migrerende elektroner. "Denne bøjning af grafenstrukturen har en effekt svarende til den, der ellers kun findes i materialer med stærk spin-kredsløbskobling. Interessant nok, grafen i sig selv har en forsvindende lille spin-kredsløbsinteraktion, " siger Tegenkamp.

Forskningsresultaterne blev præsenteret i det aktuelle nummer af Nano bogstaver . Forfatterne af undersøgelsen er sikre på, at udnyttelsen af ​​definerede krumninger vil give anledning til nye funktionaliteter i formodet trivielle strukturer og materialer, og at forskningsfeltet straintronics vil blive yderligere etableret.