I ricercatori del National Physical Laboratory (NPL) hanno scoperto che la conduttività ai bordi dei dispositivi al grafene è diversa dal materiale centrale.

Il gruppo ha utilizzato tecniche elettriche di scansione locale per esaminare le proprietà elettroniche locali su nanoscala del grafene epitassiale, in particolare le differenze tra i bordi e le parti centrali dei dispositivi a barra Hall in grafene. La ricerca è stata pubblicata su Rapporti scientifici , una pubblicazione ad accesso aperto del Nature Publishing Group.

I ricercatori hanno scoperto che la parte centrale del canale del grafene ha dimostrato la conduzione di elettroni (n-drogato), mentre i bordi hanno dimostrato la conduzione del foro (p-drogato). Sono stati anche in grado di sintonizzare con precisione la conduzione lungo i bordi dei dispositivi al grafene utilizzando porte laterali, senza alterare le proprietà conduttive al centro.

A scala minore, questi effetti diventano più acuti; quando si lavora a livello submicronico, le proprietà alterate possono interessare fino al 25% del materiale. Sebbene entrambi i semiconduttori di tipo n e p conducano elettricità, diversi tipi di conduzione devono essere riconosciuti nello sviluppo di qualsiasi dispositivo. Il grafene è sempre più utilizzato nell'industria elettronica e nuovi dispositivi dovranno soddisfare queste differenze.

Gli effetti di inversione erano maggiori subito dopo che il grafene era stato pulito, indicando che l'inversione del vettore è stata causata da difetti sul bordo del canale introdotti dal processo di incisione al plasma utilizzato per formare i dispositivi di grafene. Al contrario, poche ore dopo la pulizia, gli effetti di inversione erano ridotti poiché le molecole trasportate dall'aria si erano adsorbite sui legami disaccoppiati ai bordi del grafene.

I risultati di questo studio sono utili per lo sviluppo di dispositivi a nanonastro di grafene, nonché per osservare le fotocorrenti di bordo e l'effetto Hall quantistico. Il team sta estendendo il proprio lavoro studiando questi effetti in forme strutturalmente diverse di grafene. Così facendo, potranno confrontare diversi tipi di grafene e osservare più da vicino la causa di questi effetti.