(Phys.org)—Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie, MIT, Le laboratoire national Lawrence Berkeley et l'Institut national des sciences des matériaux au Japon ont créé des images d'électrons relativistes piégés dans des points quantiques de graphène. Dans leur article publié dans la revue Physique de la nature l'équipe décrit comment ils ont réalisé cet exploit et où ils prévoient de mener leur travail à l'avenir.

Alors que les nombreuses propriétés uniques du graphène continuent de se dévoiler, les scientifiques cherchent de nouvelles façons de les exploiter et éventuellement de les utiliser. Une telle utilisation pourrait être de contrôler les électrons pour permettre leur utilisation dans des dispositifs à l'échelle nanométrique, ce qui pourrait également conduire par inadvertance à une meilleure compréhension des fermions de Dirac. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont progressé dans ce domaine en concevant un moyen de capturer et de retenir les électrons et de créer des images du résultat.

L'obtention d'images de formes d'onde électroniques a jusqu'à présent été particulièrement difficile - pratiquement toutes les méthodes existantes ont entraîné trop de défauts. Pour contourner de tels problèmes, les chercheurs ont adopté une autre approche pour capturer les électrons. Ils ont d'abord créé des jonctions p-n circulaires en envoyant une tension à travers la pointe d'un microscope à effet tunnel jusqu'à un échantillon de graphène ci-dessous. À la fois, ils ont également appliqué une tension à une plaque de silicium sous le morceau de graphène, qui était maintenu séparé par une couche d'oxyde de silicium et un flocon de nitrure de bore. Cela a provoqué l'ionisation des défauts du nitrure de bore, entraînant la migration des charges vers le graphène.

Pour créer des images de ces charges, les chercheurs ont placé une pointe de microscope à effet tunnel juste au-dessus de la surface de la boîte quantique, qui a permis de mesurer le courant tunnel - déplacer la pointe à différents endroits a permis de prendre plusieurs mesures qui, prises ensemble, ont permis de créer une image.

La nouvelle méthode, l'équipe suggère, pourrait servir de base au développement de systèmes plus complexes, tels que ceux avec plusieurs points quantiques. Ils prévoient ensuite d'étudier en utilisant leur technique avec des échantillons de graphène bicouche, qui contiennent beaucoup plus de porteurs de charge Dirac pour voir s'ils se reflètent lorsqu'ils heurtent la barrière de jonction p-n de la manière attendue.

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