Исследователи экспериментально подтвердили, что чрезвычайно резкие складки в одноатомном листе графена создают сильную электрическую поляризацию. Эффект зависит прежде всего от остроты изгиба и может использоваться в сверхтонкой электронике и датчиках.
Команда Университета Райса исследовала естественные морщины шириной менее миллиардной доли метра. При столь сильном изгибе электроны немного смещаются к одной стороне листа, создавая противоположно заряженные области, подобные полюсам крошечной батареи. Это проявление флексоэлектричества — возникновения заряда при неравномерном изгибе материала.
Форму складок и локальную электрическую энергию измеряли микроскопическими зондами, деформацию атомов — рамановской спектроскопией, а результаты сравнивали с компьютерным моделированием. При напряжении около одного вольта на самых резких изгибах устойчиво возникал ток.
Расчётная поляризация оказалась в 100 тыс. — 10 млн раз сильнее, чем в значительно более крупных флексоэлектрических системах. Высота складки влияла меньше, чем её кривизна. Это позволяет рассматривать морщины не только как дефекты, но и как функциональные элементы, электрические свойства которых задаются геометрией без химического легирования.
Работа, опубликованная в Advanced Materials, дала экспериментальное подтверждение теоретическому прогнозу 2008 года. До практических устройств ещё требуется научиться воспроизводимо формировать складки с заданной кривизной.
Новости исследований Университета Райса
Атомные складки графена создают электрический эффект в миллионы раз сильнее обычного
Источник: Rice University