Des chercheurs du National Physical Laboratory (NPL) ont découvert que la conductivité aux bords des dispositifs en graphène est différente de celle du matériau central.

Le groupe a utilisé des techniques électriques de balayage local pour examiner les propriétés électroniques locales à l'échelle nanométrique du graphène épitaxié, en particulier les différences entre les bords et les parties centrales des dispositifs à barre Hall en graphène. La recherche a été publiée dans Rapports scientifiques , une publication en libre accès de Nature Publishing Group.

Les chercheurs ont découvert que la partie centrale du canal de graphène présentait une conduction électronique (dopé n), tandis que les bords ont montré une conduction des trous (dopé p). Ils ont également pu régler avec précision la conduction le long des bords des dispositifs au graphène à l'aide de portes latérales, sans affecter les propriétés conductrices au centre.

A plus petite échelle, ces effets deviennent plus aigus; lorsque vous travaillez au niveau submicronique, les propriétés altérées peuvent affecter jusqu'à 25 % du matériau. Bien que les semi-conducteurs de type n et p conduisent l'électricité, différents types de conduction doivent être reconnus dans le développement de tout appareil. Le graphène est de plus en plus utilisé dans l'industrie électronique et les nouveaux appareils devront tenir compte de ces différences.

Les effets d'inversion étaient les plus importants juste après le nettoyage du graphène, indiquant que l'inversion du porteur a été causée par des défauts au bord du canal introduits par le processus de gravure au plasma utilisé pour former les dispositifs en graphène. Par contre, quelques heures après le nettoyage, les effets d'inversion ont été réduits car les molécules en suspension dans l'air s'étaient adsorbées sur les liaisons non couplées aux bords du graphène.

Les résultats de cette étude sont utiles pour développer des dispositifs à nanoruban de graphène ainsi que pour examiner les photocourants de bord et l'effet Hall quantique. L'équipe étend ses travaux en étudiant ces effets dans des formes structurellement différentes de graphène. Ce faisant, ils pourront comparer différents types de graphène et regarder de plus près la cause de ces effets.