Un dispositivo a strati trasferisce la carica elettrica. Credito: Nano lettere
I fisici della Washington University di St. Louis hanno scoperto come aggiungere localmente carica elettrica a un dispositivo di grafene atomicamente sottile stratificando scaglie di un altro materiale sottile, alfa-RuCl 3 , sopra.
Un articolo pubblicato sulla rivista Nano lettere descrive in dettaglio il processo di trasferimento degli addebiti. Ottenere il controllo del flusso di corrente elettrica attraverso materiali atomicamente sottili è importante per potenziali applicazioni future nel fotovoltaico o nell'informatica.
"Nel mio campo, dove studiamo le eterostrutture di van der Waals realizzate impilando insieme materiali atomicamente sottili, tipicamente controlliamo la carica applicando campi elettrici ai dispositivi, " ha detto Erik Henriksen, assistente professore di fisica in Arts &Sciences e corrispondente autore del nuovo studio, insieme a Ken Burch al Boston College. "Ma qui ora sembra che possiamo semplicemente aggiungere strati di RuCl 3 . Assorbe una quantità fissa di elettroni, permettendoci di effettuare trasferimenti di carica "permanenti" che non richiedono il campo elettrico esterno."
Jesse Balgley, uno studente laureato nel laboratorio di Henriksen alla Washington University, è il secondo autore dello studio. Li Yang, professore di fisica, e il suo studente laureato Xiaobo Lu, anche entrambi alla Washington University, aiutato con il lavoro di calcolo e calcoli, e sono anche coautori.
I fisici che studiano la materia condensata sono incuriositi da alfa-RuCl 3 perché vorrebbero sfruttare alcune delle sue proprietà antiferromagnetiche per i liquidi con spin quantistico.
In questo nuovo studio, gli scienziati riferiscono che alfa-RuCl 3 è in grado di trasferire la carica a diversi tipi di materiali, non solo grafene, Il preferito di Henriksen.
Hanno anche scoperto che avevano solo bisogno di posizionare un singolo strato di alfa-RuCl 3 sui loro dispositivi per creare e trasferire la carica. Il processo funziona ancora, anche se gli scienziati fanno scivolare un sottile foglio di materiale elettricamente isolante tra il RuCl 3 e il grafene.
"Possiamo controllare la quantità di carica che fluisce variando lo spessore dell'isolante, " disse Henriksen. "Inoltre, siamo in grado di separare fisicamente e spazialmente la fonte di carica da dove va, questo è chiamato doping di modulazione".
L'aggiunta di carica a un liquido con spin quantistico è un meccanismo che si pensa sia alla base della fisica della superconduttività ad alta temperatura.
"Ogni volta che lo fai, potrebbe diventare eccitante, " disse Henriksen. "E di solito devi aggiungere atomi a materiali sfusi, che causa molti disordini. Ma qui, la carica scorre proprio dentro, non è necessario modificare la struttura chimica, quindi è un modo "pulito" per aggiungere carica."
