Новости химической науки > Электроны движутся в графене быстрее, чем в кремнии

Физики из Университета Мэриленда продемонстрировали, что при комнатной температуре внутренний предел подвижности электронов (величина, демонстрирующая проводимость материала) графена выше, чем у любого другого известного материала. Графен сочетает в черты полупроводников и проводников-металлов.

Оптическая микрография моно- и двухслойного графена.(Рисунок из Nature Nanotechnology, 2008, doi:10.1038/nnano.2008.58)

Группа под руководством Майкла Фюрера (Michael S. Fuhrer) впервые измерила влияние термических колебаний на электронную проводимость графена, продемонстрировав, что они оказывают крайне малое влияние на движение электронов в графеновых листах.

Для любого вещества повышение температуры приводит к увеличению интенсивности колебаний атомов относительно их положения в кристаллической решетке. Движущиеся по проводнику электроны могут сталкиваться с атомами, в результате чего увеличивается сопротивление.

В графене при комнатной температуре колебания обеспечивают удельное сопротивление около 1.0 мкОм см. Это на 35% меньше удельного сопротивления меди, наиболее проводимого при комнатной температуре материала.

Фюрер отмечает, что при анализе полученного для графена удельного сопротивления следует учитывать дополнительное сопротивление, которое обуславливается недостаточной чистотой изучавшихся образцов графита, поэтому реальная величина удельного сопротивления графена при комнатной температуре еще ниже, чем у меди.

Для полупроводников количественная оценка движения электронов определяется другой величиной – подвижностью. Предел подвижности электронов в графене составляет около 200000 см²/В с, для кремния этот параметр составляет 1400 см²/В с, для антимонида индия (полупроводника с наибольшим значением подвижности) – 77000 см²/В с.

Источник: Nature Nanotechnology, 2008, doi:10.1038/nnano.2008.58

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия