Графен: рекордная подвижность электронов

Как и предсказывали ученые, у графена - двумерного кристалла из атомов углерода - обнаруживаются необычные свойства и рекордные показатели. Недавно была выявлена рекордная теплопроводность графена, почти в 10 раз превышающая показатели алюминия и меди. В новой работе физиков из центра нанофизики при университете штата Мериленд (США), опубликованной в Nature Nanotechnology, представлены результаты измерения удельного сопротивления и подвижности электронов в графене.

Удельное сопротивление графена при комнатной температуре выше (на 35%), чем у меди (1,72*10^-8 Ом*м), уступающей по этому параметру лишь серебру 1,59*10^-8 Ом*м). Однако проф. Майкл Фурер (Michael S. Fuhrer), руководитель работы, считает, что дальнейшая очистка пока еще не слишком совершенных образцов графена может изменить ситуацию, и графен может и тут оказаться рекордсменом.

При измерении подвижности электронов - другого параметра, характеризующего электрические свойства вещества - были также получены интересные результаты. Подвижность электронов в графене достигала 10 000 см2/В*с. Это почти на два порядка превышает значение подвижности в кремнии (1400 см2/В*с), хотя и уступает рекордной подвижности в антимониде индия (77 000 см2/В*с). <>p Теоретически возможная подвижность электронов в графене составляет 200 000 см2/В*с, и нынешний результат, по мнению авторов, также связан с дефектами образцов графена, а также с самим методом измерения, при котором графен наносится на слой диоксида кремния, который вносит свой вклад в рассеяние фононов.

Подвижность носителей тока определяет способность электронов и дырок в металлах и полупроводниках реагировать на воздействие внешних электрических полей. Этот показатель чрезвычайно важен для быстродействия современных электронных устройств (в частности, полевых транзисторов).

Высокая подвижность электронов, низкое удельное сопротивление и минимальная толщина графена (всего один атом) открывает перспективы для создания различных химических и биохимических датчиков, а также различных вариантов тонких пленок, которые могут найти применение в сенсорных экранах или фотоэлектрических устройствах для преобразования солнечной энергии.