紧密度很重要:邻近度如何影响石墨烯的电阻

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石墨烯通常被视为未来的奇观材料。科学家现在可以在平方厘米大小的晶体上生长出完美的石墨烯层。哥廷根大学的一个研究小组与开姆尼茨工业大学和不伦瑞克物理技术大学一起研究了底层晶体对石墨烯电阻的影响。与以前的假设相反,新结果表明,被称为“邻近效应”的过程在纳米级上有很大的不同。研究结果已经发表在《自然通讯》上。

石墨烯的组成非常简单。它是排列成蜂窝结构的碳原子的单原子层。三维形式已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分:例如,我们以普通铅笔的形式看到它。但是,二维材料石墨烯直到2004年才在实验室中合成。为了确定石墨烯的最小电阻,物理学家使用了“扫描隧道显微镜”。通过用细金属尖端扫描表面,可以使原子结构可见。该团队还使用扫描隧道显微镜的尖端来测量电压降,从而测量微小石墨烯样品的电阻。

根据他们测量的距离,研究人员确定了非常不同的电阻值。他们援引邻近效应作为其原因。哥廷根大学物理系的第一作者,博士生Anna Sinterhauf解释说:“石墨烯与下面的晶体之间的空间变化相互作用意味着我们要根据确切的位置来测量不同的电阻。”

在8开氏温度(大约265摄氏度)的低温下,研究小组发现局部电阻变化高达270%。工作组负责人Martin Wenderoth博士解释说:“这一结果表明,不能简单地从在较大规模下测得的平均值中得出外延生长在晶体表面上的石墨烯层的电阻。” 研究小组认为,邻近效应可能对其他二维材料也起着重要作用。


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