Scientifiques de l'Ecole Supérieure d'Economie, Université de Manchester, l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan et l'Institut coréen des sciences et technologies ont développé une nouvelle technologie qui combine les procédures de fabrication d'hétérostructures planaires et verticales afin d'assembler des transistors monoélectroniques à base de graphène d'excellente qualité.

Cette technologie pourrait considérablement élargir le champ de la recherche sur les matériaux bidimensionnels en introduisant une plate-forme plus large pour l'étude de divers dispositifs et phénomènes physiques. Le manuscrit est publié sous forme d'article dans Communication Nature .

Dans l'étude, il a été démontré que des points quantiques de graphène de haute qualité (GQD), qu'ils aient été ordonnés ou distribués au hasard, pourrait être synthétisé avec succès dans une matrice de nitrure de bore hexagonal monocouche (hBN). Ici, il a été démontré que la croissance des GQD dans la couche de hBN est soutenue catalytiquement par les nanoparticules de platine (Pt) réparties entre le hBN et le silicium oxydé (SiO 2 ) plaquette, lorsque toute la structure a été traitée par la chaleur dans le gaz méthane (CH4). En raison de la même structure de réseau (hexagonale) et d'un petit décalage de réseau (~ 1,5 %) du graphène et du hBN, les îlots de graphène se développent dans le hBN avec des états de bord passivés, donnant ainsi lieu à la formation de points quantiques sans défaut noyés dans la monocouche hBN.

De telles hétérostructures planes incorporées au moyen d'un transfert à sec standard en tant que couches intermédiaires dans la structure régulière des transistors à effet tunnel vertical ont été étudiées par spectroscopie tunnel à basse température (3He, 250mK). L'étude a démontré l'emplacement où les phénomènes bien établis du blocus de Coulomb pour chaque point quantique de graphène se manifestent sous la forme d'un seul canal de transmission d'électrons distinct.

"Bien que la qualité exceptionnelle de nos transistors à électron unique puisse être utilisée pour le développement de l'électronique future, " explique le co-auteur de l'étude Davit Ghazaryan, professeur agrégé à la Faculté de Physique HSE, et chercheur à l'Institute of Solid State Physics (RAS). "Ce travail est très précieux d'un point de vue technologique car il suggère une nouvelle plate-forme pour l'étude des propriétés physiques de divers matériaux grâce à une combinaison d'hétérostructures planaires et van der Waals."