1. Doping: Introducendo impurità o droganti nel reticolo del grafene, le sue proprietà elettriche possono essere modificate. Ad esempio, il drogaggio del grafene con atomi di azoto può aumentare la sua conduttività e trasformarlo in un semiconduttore di tipo n, mentre il drogaggio con atomi di boro può creare un semiconduttore di tipo p.
2. Ingegneria della deformazione: L’applicazione di deformazione o stress meccanico al grafene può alterare in modo significativo la sua struttura a banda elettronica e quindi le sue proprietà elettriche. Allungando o comprimendo il foglio di grafene, il bandgap può essere modificato, portando a cambiamenti nella conduttività e in altre caratteristiche elettriche.
3. Ingegneria dei substrati: Il tipo di substrato su cui viene coltivato o trasferito il grafene può influenzarne le proprietà elettriche. Ad esempio, posizionare il grafene su un substrato con una specifica costante dielettrica o disposizione atomica può modificare la mobilità del suo portatore e altri parametri elettrici.
4. Funzionalizzazione: La funzionalizzazione chimica del grafene con vari gruppi funzionali o molecole può alterarne le proprietà elettriche. Collegando gruppi funzionali specifici, la struttura elettronica del grafene può essere modificata, portando a cambiamenti nella conduttività, nel bandgap e in altre caratteristiche elettriche.
5. Confinamento quantistico: Il grafene può essere modellato in nanostrutture, come nanonastri o punti quantici, che presentano proprietà elettriche uniche a causa degli effetti di confinamento quantistico. Queste nanostrutture possono avere bande proibite e conduttività diverse rispetto al grafene puro.
6. Effetto del campo elettrico: L'applicazione di un campo elettrico perpendicolare al piano del grafene può indurre un cambiamento nella concentrazione e nella conduttività dei suoi portatori. Questo effetto è comunemente osservato nei transistor ad effetto di campo (GFET) basati su grafene.
7. Effetto del campo magnetico: Un campo magnetico può anche influenzare le proprietà elettriche del grafene influenzando lo spin dei suoi portatori di carica. Questo fenomeno è noto come effetto Hall quantistico e può essere utilizzato per studiare le proprietà elettroniche fondamentali del grafene.
Utilizzando questi metodi, le proprietà elettriche del grafene possono essere controllate con precisione e adattate per applicazioni specifiche in elettronica, optoelettronica, stoccaggio di energia e altri campi.
