(Phys.org)—Un team di ricercatori dell'Università della California, MIT, Il Lawrence Berkeley National Laboratory e il National Institute for Materials Science in Giappone hanno creato immagini di elettroni relativistici intrappolati in punti quantici di grafene. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Fisica della natura il team descrive come hanno raggiunto questa impresa e dove intendono portare il loro lavoro in futuro.

Man mano che le numerose proprietà uniche del grafene continuano a svilupparsi, gli scienziati cercano nuovi modi per sfruttarli e infine utilizzarli. Un tale uso potrebbe essere quello di controllare gli elettroni per consentirne l'uso in dispositivi su scala nanometrica, che potrebbe anche portare inavvertitamente a una comprensione più profonda dei fermioni di Dirac. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno compiuto progressi in quell'area escogitando un mezzo per catturare e trattenere gli elettroni e per creare immagini del risultato.

Ottenere immagini delle forme d'onda degli elettroni è stato finora particolarmente difficile:praticamente tutti i metodi esistenti hanno provocato troppi difetti. Per aggirare questi problemi, i ricercatori hanno adottato un altro approccio per catturare gli elettroni. Per prima cosa hanno creato giunzioni p-n circolari inviando tensione attraverso la punta di un microscopio a scansione a effetto tunnel fino a un campione di grafene sottostante. Allo stesso tempo, hanno anche applicato tensione a una lastra di silicio sotto il pezzo di grafene, che era tenuto separato da uno strato di ossido di silicio e da una scaglia di nitruro di boro. Ciò ha causato la ionizzazione di difetti nel nitruro di boro, con conseguente migrazione di cariche al grafene.

Per creare immagini di tali addebiti, i ricercatori hanno posizionato la punta di un microscopio a effetto tunnel appena sopra la superficie del punto quantico, che ha permesso di misurare la corrente di tunneling:spostare la punta in posizioni diverse ha permesso di effettuare più misurazioni che, se prese insieme, hanno permesso di creare un'immagine.

Il nuovo metodo, il team suggerisce, potrebbe essere utilizzato come base per lo sviluppo di sistemi più complicati, come quelli con più punti quantici. Hanno poi intenzione di indagare usando la loro tecnica con campioni di grafene a doppio strato, che contengono molti più portatori di carica Dirac per vedere se riflettono quando incidono sulla barriera della giunzione p-n nei modi previsti.

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