La combinaison de graphène noir et blanc peut modifier les propriétés électroniques des matériaux d'un atome d'épaisseur, Des chercheurs de l'Université de Manchester ont découvert.

Écrire dans Physique de la nature , une grande équipe internationale dirigée par le Dr Artem Mishchenko et Sir Andre Geim de l'Université de Manchester montre que les propriétés électroniques du graphène changent radicalement si le graphène est placé au-dessus du nitrure de bore, également connu sous le nom de « graphite blanc ».

L'un des défis majeurs de l'utilisation du graphène dans les applications électroniques est l'absence de bande interdite, ce qui signifie essentiellement que la conductivité électrique du graphène ne peut pas être complètement désactivée. Quoi que les chercheurs aient essayé de faire avec le matériel jusqu'à présent, il est resté très conducteur de l'électricité.

Une nouvelle direction qui a récemment émergé dans la recherche sur le graphène est d'essayer de modifier les propriétés électroniques du graphène en le combinant avec d'autres matériaux similaires dans des empilements multicouches. Cela crée un paysage supplémentaire pour les électrons se déplaçant à travers le graphène et, donc, ses propriétés électroniques peuvent changer fortement.

Les scientifiques de l'Université de Manchester ont utilisé des mesures de capacité pour sonder ces changements. Ils ont découvert qu'en combinaison avec un champ magnétique, cela crée de nombreuses répliques du spectre original du graphène. Ce phénomène est connu sous le nom de papillon de Hofstadter, mais c'est la première fois que des spectres de répliques bien développés sont observés.

Les chercheurs ont découvert une richesse de physique inattendue dans ce nouveau système. Par exemple, les papillons Hofstadter se sont avérés fortement déformés, très différent des prédictions théoriques. Cela se produit parce que les électrons ressentent non seulement le paysage mais aussi les uns les autres, qui modifie le papillon.

Un autre phénomène rapporté par l'article de Manchester est que le graphène commence à se comporter à des températures très basses comme un minuscule ferromagnétique. D'habitude, plus le champ magnétique est élevé, plus le graphène devient magnétique. Le papillon de Hofstadter dans les condensateurs de Manchester conduit à un comportement oscillant inattendu du ferromagnétisme. Alors que de nouveaux spectres de répliques émergent et disparaissent, le ferromagnétisme aussi.

Le Dr Mishchenko a déclaré:"C'est vraiment un nouveau système électronique agréable à la fois similaire et différent du graphène. Nous nous attendons à beaucoup plus de surprises. Comprenons d'abord ce que c'est, puis commençons à parler des applications possibles."