Scienziati della Higher School of Economics, Università di Manchester, l'Ulsan National Institute of Science &Technology e il Korea Institute of Science and Technology hanno sviluppato una nuova tecnologia che combina le procedure di fabbricazione di eterostrutture planari e verticali per assemblare transistor a singolo elettrone a base di grafene di eccellente qualità.

Questa tecnologia potrebbe ampliare notevolmente il campo di ricerca sui materiali bidimensionali introducendo una piattaforma più ampia per l'indagine di vari dispositivi e fenomeni fisici. Il manoscritto è pubblicato come articolo in Comunicazioni sulla natura .

Nello studio, è stato dimostrato che i punti quantici di grafene di alta qualità (GQD), indipendentemente dal fatto che siano stati ordinati o distribuiti casualmente, potrebbe essere sintetizzato con successo in una matrice di nitruro di boro esagonale monostrato (hBN). Qui, è stato dimostrato che la crescita di GQD all'interno dello strato di hBN è supportata cataliticamente dalle nanoparticelle di platino (Pt) distribuite tra l'hBN e il supporto di silicio ossidato (SiO ₂ ) cialda, quando l'intera struttura è stata trattata dal calore del gas metano (CH4). A causa della stessa struttura reticolare (esagonale) e del piccolo disadattamento reticolare (~ 1,5 percento) di grafene e hBN, le isole di grafene crescono nell'hBN con stati di bordo passivati, dando così luogo alla formazione di punti quantici privi di difetti incorporati nel monostrato di hBN.

Tali eterostrutture planari incorporate mediante trasferimento a secco standard come strati intermedi nella struttura regolare dei transistor a effetto tunnel verticale sono state studiate mediante spettroscopia di tunnel a basse temperature (3He, 250mK). Lo studio ha dimostrato la posizione in cui fenomeni consolidati del blocco di Coulomb per ciascun punto quantico di grafene si manifesta come un singolo canale di trasmissione di elettroni separato.

"Sebbene l'eccezionale qualità dei nostri transistor a singolo elettrone possa essere utilizzata per lo sviluppo dell'elettronica futura, " spiega il coautore dello studio Davit Ghazaryan, professore associato presso la Facoltà di Fisica HSE, e Research Fellow presso l'Istituto di Fisica dello Stato Solido (RAS). "Questo lavoro è molto prezioso da un punto di vista tecnologico in quanto suggerisce una nuova piattaforma per lo studio delle proprietà fisiche di vari materiali attraverso una combinazione di eterostrutture planari e di van der Waals".