Les chercheurs ont utilisé un potentiel électrique spécialement conçu pour manipuler la structure de bande électronique du graphène, jetant ainsi les bases d’une conception de bande électronique à la demande.
Les scientifiques tentent depuis longtemps de régler les structures de bandes électroniques des matériaux afin que ces derniers présentent les propriétés physiques souhaitées. Au cours des dernières années, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient manipuler les structures de bandes du graphène et d’autres matériaux 2D en utilisant des configurations de champ électrique qui produisent des potentiels périodiques simples. Aujourd’hui, Changgan Zeng de l’Université des sciences et technologies de Chine et ses collègues ont montré qu’ils pouvaient mieux contrôler la structure de bande en utilisant un potentiel électrique dont la forme ressemble à un motif de tissage de paniers connu sous le nom de kagome.
Les chercheurs affirment que leur nouveau « bouton de réglage » ouvre la voie à la conception de bandes électroniques à la demande pour une grande variété de systèmes de matériaux 2D. La méthode pourrait « ouvrir de nouvelles possibilités pour induire des propriétés qui ne sont pas inhérentes aux matériaux naturels ».
Zeng et ses collègues ont gravé un motif kagome, composé de triangles et d’hexagones, dans un morceau de graphite de quelques atomes d’épaisseur. Ils ont pris en sandwich cette feuille de graphite à motifs entre un bloc de silicium (en bas) et un bloc de nitrure de bore hexagonal (en haut) contenant une couche de graphène. Les chercheurs ont ensuite appliqué des tensions séparées aux couches de graphite et de silicium.
Cette configuration a soumis le graphène à un potentiel électrique de type kagome dont les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient modifier l’intensité en ajustant l’amplitude des deux tensions appliquées. Zeng et ses collègues ont démontré l’utilisation de leur potentiel spécialement conçu pour manipuler les propriétés clés de la structure de bande du graphène, telles que le nombre et la position des points où les bandes de valence et de conduction se rencontrent.
2024-08-12 10:51:16
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