p (PhysOrg.com) - Se o grafeno deve cumprir sua promessa como um componente revolucionário da eletrônica do futuro, as interações entre o grafeno e os materiais circundantes em um dispositivo devem ser compreendidas e controladas. p Pesquisadores do NIST Center for Nanoscale Science and Technology mediram e modelaram com sucesso como os elétrons no grafeno respondem às impurezas em um substrato subjacente, explicando as principais diferenças na resposta do grafeno que é uma versus duas camadas de espessura.

p A capacidade dos elétrons de filtrar, ou úmido, os campos elétricos devido a impurezas são caracterizados por um comprimento de blindagem eletrostática. A fim de filtrar as impurezas, o comprimento da peneira deve ser significativamente menor do que a separação entre as impurezas. Quando colocado em um substrato, os elétrons no grafeno de monocamada e bicamada respondem de maneira diferente às impurezas do substrato porque as diferenças na simetria mudam o comprimento da triagem.

p Para duas camadas de grafeno, os elétrons têm um pequeno comprimento de blindagem e, portanto, se reorganizam facilmente para filtrar as impurezas. Para grafeno monocamada, a simetria incomum de sua rede atômica em favo de mel bidimensional faz com que a energia dos elétrons aumente linearmente com o momento, semelhantes a partículas “sem massa”, como os fótons.

p A teoria CNST mostra que o comprimento de triagem para elétrons sem massa é semelhante ao espaçamento entre as impurezas do substrato, tornando muito mais difícil para os elétrons se reorganizarem. As impurezas do substrato causam o espalhamento de elétrons e, portanto, reduzem o desempenho do dispositivo em grafeno monocamada e bicamada; explicando a resposta às impurezas, este trabalho fornece uma visão sobre métodos para controlar tal espalhamento e melhorar o desempenho do dispositivo de grafeno em uma variedade de substratos.