Une théorie des chercheurs de l'Université Rice suggère que la croissance de graphène sur une surface qui ondule comme une caisse à œufs le stresserait suffisamment pour créer un champ électromagnétique infime. Le phénomène pourrait être utile pour créer des dispositifs d'optique électronique 2D ou de valleytronics. Crédit :Henry Yu/Université Rice
Déposez du graphène sur une surface ondulée et vous obtiendrez un guide sur un avenir possible de l'électronique bidimensionnelle.
Les scientifiques de l'Université Rice ont avancé l'idée que la croissance de graphène d'une épaisseur d'atome sur une surface légèrement texturée crée des pics et des vallées dans les feuilles qui les transforment en dispositifs "pseudo-électromagnétiques".
Les canaux créent leurs propres champs magnétiques infimes mais détectables. Selon une étude réalisée par le théoricien des matériaux Boris Yakobson, l'ancien élève Henry Yu et le chercheur Alex Kutana à la George R. Brown School of Engineering de Rice, ceux-ci pourraient faciliter les dispositifs optiques à l'échelle nanométrique tels que les lentilles convergentes ou les collimateurs.
Leur étude est publiée dans les Nano Letters de l'American Chemical Society. .
Ils promettent également un moyen d'obtenir un effet Hall - une différence de tension à travers le graphène fortement conducteur - qui pourrait faciliter les applications de valleytronique qui manipulent la manière dont les électrons sont piégés dans les "vallées" d'une structure de bande électronique.
La Valleytronics est liée à la spintronique, dans laquelle les bits de mémoire d'un appareil sont définis par l'état de spin quantique d'un électron. Mais en valleytronique, les électrons ont des degrés de liberté dans les multiples états d'impulsion (ou vallées) qu'ils occupent. Ceux-ci peuvent également être lus comme des bits.
Tout cela est possible car le graphène, bien qu'il puisse être l'une des structures connues les plus solides, est suffisamment souple car il adhère à une surface lors du dépôt chimique en phase vapeur.
"La sculpture du substrat confère une déformation, qui à son tour modifie la structure électronique du matériau et modifie sa réponse optique ou sa conductivité électrique", a déclaré Yu, désormais chercheur postdoctoral au Lawrence Livermore National Laboratory. "Pour des caractéristiques de substrat plus nettes au-delà de la souplesse du matériau, on peut concevoir des emplacements de défauts dans les matériaux, ce qui crée des changements encore plus drastiques dans les propriétés des matériaux."
Yakobson a comparé le processus au dépôt d'une feuille de graphène sur une caisse à œufs. Les bosses dans la caisse déforment le graphène, le sollicitant de manière à créer un champ électromagnétique même sans apport électrique ou magnétique.
"Les conceptions sans fin des formes de substrat permettent de créer d'innombrables dispositifs optiques, rendant possible l'optique électronique 2D", a déclaré Yakobson. "Cette technologie est un moyen précis et efficace de transmettre des supports matériels dans des appareils électroniques 2D, par rapport aux méthodes traditionnelles." Les chercheurs disent que le bore 2-D pourrait être le meilleur pour l'électronique flexible
