Международная группа учёных из Пхоханского университета науки и технологий (POSTECH) и Национального института материаловедения Японии (NIMS) совершила открытие в области исследования двухслойного графена.

Исследование показало значительное влияние краевых состояний на электронный транспорт в двухслойном графене — материале, состоящем из двух вертикально сложенных слоёв графена.

Особый интерес к двухслойному графену обусловлен его уникальной способностью изменять электронную запрещённую зону под воздействием внешнего электрического поля. Это свойство делает его перспективным материалом для валлейтроники (valleytronics) — нового направления в обработке данных, использующего квантовое состояние электрона («долину») в качестве носителя информации.

Ключевым явлением в валлейтронике считается долинный эффект Холла (VHE), который проявляется в так называемом «нелокальном сопротивлении» — появлении измеримого сопротивления в областях без прямого тока. Однако происхождение этого эффекта до сих пор вызывало споры в научном сообществе.

Для разрешения этой дискуссии учёные создали специальное устройство с двойным затвором и сравнили электрические характеристики естественных краёв графена с искусственно созданными методом реактивного ионного травления. Результаты показали, что в случае естественных краёв нелокальное сопротивление соответствовало теоретическим прогнозам, тогда как в обработанных травлением образцах оно превышало расчётные значения в сто раз.

«Процесс травления, являющийся важным этапом создания устройств, ранее не получал должного внимания с точки зрения его влияния на нелокальный транспорт. Наши выводы подчёркивают необходимость пересмотра этих аспектов и предлагают важные рекомендации для дальнейшего развития валлейтронных устройств», — отметил Хён-У Чжон, один из авторов исследования.