Группе физиков под руководством Кирилла Болотина из Университета Вандербильда удалось установить причину низкой электронной подвижности в графене. Кроме этого они смогли увеличить этот показатель в три раза. Результаты их работы публикует журнал Nature Communications.
Исследователи помещали слой графена на специальную подложку с позолоченными электродами и измеряли скорость движения электронов при погружении пленки в различные среды. Было установлено, что чем больше вещество, окружающее пленку графена экранирует электрическое поле, тем быстрее движутся электроны в самом графене. Максимальную электронную подвижность 60 000 см2/(В·с) графен показал, когда был погружен в анизол.
Благодаря полученным результатам у исследователей появился не только рецепт увеличения электронной подвижности, но они также получили ответ на вопрос о том, почему её значение у реального графена всегда ниже теоретически возможного.
Теоретически, графен должен иметь электронную подвижность, превосходящую почти все известные материалы. Но в процессе получения материал оказывается загрязнен примесями, которые несут электрический заряд. Их, наряду со складками поверхности, подозревали физики, когда искали причину низкой электронной подвижности. До работы группы Болотина подозрения оставались теоретическими, но теперь получили экспериментальное подтверждение. Увеличение электронной подвижности в среде, которая хорошо экранирует электрическое поле означает, что низкое наблюдаемое значение объясняется влиянием электрического поля примесей.
Графен является аллотропной модификацией углерода, наряду с алмазом и графитом. Он представляет собой пленку толщиной в один атом, где углерод располагается в вершинах гексагональной сетки. Этот материал был получен выходцами из России Константином Новоселовым и Андреем Геймом. За свое открытие они удостоились Нобелевской премии 2010 года.