Graphen besteht aus einer einzelnen Schicht von Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind.Dieses Material ist sehr flexibel und verfügt über hervorragende elektronische Eigenschaften, was es für viele Anwendungen attraktiv macht – insbesondere für elektronische Komponenten.
Forscher um Professor Christian Schönenberger vom Swiss Institute of Nanoscience und dem Departement Physik der Universität Basel untersuchten, wie man das manipulieren kannelektronische Eigenschaften von Materialien durch mechanische Dehnung.Zu diesem Zweck entwickelten sie ein Gerüst, mit dem die atomar dünne Graphenschicht kontrolliert gedehnt und gleichzeitig ihre elektronischen Eigenschaften gemessen werden können.
Bei Druck von unten verbiegt sich das Bauteil.Dadurch dehnt sich die eingebettete Graphenschicht aus und verändert ihre elektrischen Eigenschaften.
Sandwiches im Regal
Die Wissenschaftler stellten zunächst ein „Sandwich“-Sandwich mit einer Schicht Graphen zwischen zwei Schichten Bornitrid her.Auf dem flexiblen Substrat werden die mit elektrischen Kontakten versehenen Bauteile aufgebracht.
Elektronischer Zustand geändertDie Forscher verwendeten zunächst optische Methoden, um die Streckung von Graphen zu kalibrieren.Sie verwendeten dann Elektro Transportmessungen, um zu untersuchen, wie die Verformung von Graphen die Elektronenenergie verändert.Diese Messungen müssen bei minus 269 °C durchgeführt werden, um Energieänderungen zu erkennen.
Geräteenergieniveaudiagramme von a ungespanntem Graphen und b gespanntem (grün schattiertem) Graphen am neutralen Ladungspunkt (CNP). „Der Abstand zwischen den Kernen beeinflusst direkt die Eigenschaften der elektronischen Zustände im Graphen“, sagt Baumgartnerfasste die Ergebnisse zusammen.„Wenn die Streckung gleichmäßig ist, können sich nur die Elektronengeschwindigkeit und -energie ändern. Die Änderung inEnergie ist im Wesentlichen das von der Theorie vorhergesagte Skalarpotential, und wir konnten dies nun durch beweisenExperimente.“ Es ist denkbar, dass diese Ergebnisse zur Entwicklung von Sensoren oder neuartigen Transistoren führen.Zusätzlich,Graphen ist als Modellsystem für andere zweidimensionale Materialien weltweit zu einem wichtigen Forschungsthema gewordenden letzten Jahren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.07.2021