Учёные добились рекордной электронной чистоты графена с помощью новой технологии
Глубокий эффект проксимального экранирования на однородность заряда. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09386-0
Исследователи из Манчестерского университета достигли беспрецедентного уровня электронного качества графена, разработав технологию проксимального экранирования, которая размещает проводящие затворы на расстоянии всего одного нанометра от углеродной решётки.
Ведущий автор исследования Даниил Домарецкий объяснил: «Графен с его уникальными дираковскими электронами всегда был fascinating материалом, но на практике его производительность сдерживалась неизбежным беспорядком и электрическими „лужами“, которые нарушают поток электронов».
Метод команды использует классический электростатический принцип: зеркальные заряды. Размещая атомно-плоский графитовый кристалл чрезвычайно близко к слою графена, исследователи создали среду, где электрические помехи эффективно нейтрализуются.
Нед Хэйуорд, аспирант Манчестерского университета и соавтор исследования, настраивает криостат. Автор: Даниил Домарецкий.
Технология проксимального экранирования привела к нескольким рекордам производительности. Квантовая подвижность достигла примерно 10⁷ см² В⁻¹ с⁻¹, а транспортная подвижность превысила 2,5 × 10⁷ см² В⁻¹ с⁻¹ при низких плотностях носителей.
Улучшенное качество позволило наблюдать квантовые явления при магнитных полях всего в один миллитесла, что сравнимо с магнитным полем Земли. Критической проблемой было сохранение квантовых многочастичных явлений, таких как дробный квантовый эффект Холла, которые остались наблюдаемыми.
Исследование открывает новые возможности для изучения хрупких квантовых состояний и может повлиять на квантовую электронику, квантовые вычисления и прецизионную метрологию.
Исследование опубликовано в журнале Nature: Daniil Domaretskiy et al, Proximity screening greatly enhances electronic quality of graphene, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09386-0
0 комментариев