Un team di ricercatori del Regno Unito, Il Giappone e gli Stati Uniti hanno scoperto che la dispersione di Umklapp nei superreticoli moiré può degradare la mobilità intrinseca ad alta temperatura dei portatori di carica del suo grafene. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Fisica della natura , il gruppo descrive il loro studio di superreticoli realizzati con grafene e utilizzando nitruro di boro esagonale come substrato, e cosa hanno trovato.

Un superreticolo è una struttura realizzata stratificando insieme due o più materiali molto sottili:è tipicamente dell'ordine di pochi nanometri, e solitamente realizzati almeno in parte con grafene. Mentre gli scienziati cercano modi per continuare a ridurre i materiali e le strutture utilizzate per realizzare dispositivi come smartphone e laptop, hanno cercato strutture come gli array di cluster di atomi su scala nanometrica basati su superreticoli di punti quantici. In particolare, è stato osservato che un design ottimale per un superreticolo segue un motivo moiré (basato sul tessuto). Ma tali idee potrebbero dover essere modificate a causa dei risultati dei ricercatori su questo nuovo sforzo. Nel loro lavoro, hanno scoperto che lo scattering elettrone-elettrone (Uee) di Umklapp degrada la mobilità dei portatori di carica nel grafene.

Uee è un processo di dispersione che conferisce ai metalli resistenza elettrica, e si usa con i superreticoli. Consente agli elettroni di trasferire quantità di moto al reticolo, conferendo resistenza ai metalli. I ricercatori osservano che è stato tradizionalmente abbastanza difficile misurare il processo a causa dell'interferenza di altri fenomeni.

Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno creato reticoli di prova da grafene e nitruro di boro esagonale. Nei test effettuati con i superreticoli, hanno scoperto che lo scattering Uee dominava le proprietà di movimento nelle eterostrutture reticolari. Quel dominio ha portato a un eccesso di resistività, che cresceva insieme al reticolo. Il risultato netto è stata una riduzione della mobilità a temperatura ambiente di oltre un ordine di grandezza.

I ricercatori fanno notare che le loro scoperte non escludono l'uso di Uee e superreticoli nei futuri dispositivi elettronici:hanno scoperto che l'aumento della resistività potrebbe essere prevenuto disallineando o torcendo i cristalli che formano la struttura. Forse un passo in più, ma non un rompicapo.

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