(PhysOrg.com) -- Si le graphène doit tenir ses promesses en tant que composant révolutionnaire de l'électronique du futur, les interactions entre le graphène et les matériaux environnants dans un appareil doivent être comprises et contrôlées.

Des chercheurs du NIST Center for Nanoscale Science and Technology ont mesuré et modélisé avec succès comment les électrons du graphène réagissent aux impuretés d'un substrat sous-jacent, expliquant les principales différences dans la réponse du graphène d'une épaisseur par rapport à deux.

La capacité des électrons à filtrer, ou humide, les champs électriques dus aux impuretés sont caractérisés par une longueur de blindage électrostatique. Afin de filtrer les impuretés, la longueur de tamisage doit être nettement plus courte que la séparation entre les impuretés. Lorsqu'il est placé sur un substrat, les électrons dans le graphène monocouche et bicouche réagissent différemment aux impuretés du substrat car les différences de symétrie modifient la longueur de l'écran.

Pour deux couches de graphène, les électrons ont une petite longueur de blindage et se réarrangent donc facilement pour filtrer les impuretés. Pour le graphène monocouche, la symétrie inhabituelle de son réseau atomique en nid d'abeilles bidimensionnel fait que l'énergie des électrons augmente linéairement avec la quantité de mouvement, semblable aux particules « sans masse » telles que les photons.

La théorie CNST montre que la longueur d'écran pour les électrons sans masse est similaire à l'espacement entre les impuretés du substrat, ce qui rend beaucoup plus difficile le réarrangement des électrons. Les impuretés du substrat provoquent la diffusion des électrons et réduisent ainsi les performances du dispositif dans le graphène monocouche et bicouche ; en expliquant la réponse aux impuretés, ce travail donne un aperçu des méthodes pour contrôler une telle diffusion et améliorer les performances du dispositif au graphène sur une gamme de substrats.