Удивительная проводимость графена помогла его первооткрывателям выиграть Нобелевскую премию по физике в 2010 году. Теперь новый способ "выключения" легких потоков электронов в этой удивительной форме углерода делает ближе сверхбыстрые графеновые компьютеры. 

Благодаря своей толщине, графен обеспечивает гораздо меньшее сопротивление потоку электронов, чем кремний. Он был провозглашен как самый потенциальный материал в качестве основы для компьютерных схем, которые работают с беспрецедентной скоростью. "Это очень перспективный материал", говорит Константин Новоселов, который разделил Нобелевскую премию со своим соавтором открытия, Андре Геймом из Манчестерского университета, Великобритания.

Но удобство электронного потока и создает проблемы. Для выполнения вычислений, компьютерам нужно поворачивать поток электричества и выключать его в своих схемах. "Врата", которые открываются и закрываются, чтобы регулировать поток, называют транзисторами. Создание на основе графена транзисторов оказалось трудным, поскольку он является чрезвычайно хорошим проводником.

Предыдущие попытки были связаны с электронами лишь одного слоя графена, но они все еще страдают от утечки электронов, когда транзистор находится в состоянии "выключено".

Квантовый туннель

Сейчас Новоселов и его коллеги нашли способ преодолеть эту проблему утечки благодаря слою дисульфида молибдена между двумя слоями графена. Молибден действует как изолятор, предотвращая перетекание электронов из одного слоя графена на другой. Это в случае состояния "выключено".

Квантовомеханических эффект подразумевает, что небольшое число электронов может создать «туннель», через молибден. Обычно это происходит очень редко, но подача напряжения на барьер увеличивает энергию электронов, что делает туннелирование гораздо более вероятным - значительный ток начинает течь. Это состояние «включено». Изменяя напряжение, исследователи смогли повернуть поток и выключить его, что делает устройство транзистором.

Графеновый "сендвич" снижает утечку в 10 раз по сравнению с предыдущими графеновыми транзисторами. Команда предлагает снизить утечки в дальнейшем за счет увеличения толщины изоляционного слоя. "Это действительно открывает новое измерение в наших исследованиях», говорит Новоселов.

Источник