Posted in | Graphene

De Kegels van Dirac van de Studie van de Onderzoekers van het Laboratorium van Berkeley in Graphene

Published on July 18, 2011 at 2:14 AM

Door Cameron Chai

De Onderzoekers bij het Nationale Laboratorium van Lawrence Berkeley (het Laboratorium van Berkeley) hebben van het Ministerie van de V.S. van Energie onderzoek aan studie uitgevoerd hoe undoped graphenefuncties dicht bij „Dirac“ richten, wat slechts in graphene aanwezig is. David Siegel, de belangrijkste auteur van een document die de het onderzoekbevindingen van het team in de Werkzaamheden van de Nationale Academie van Wetenschappen (PNAS) melden verklaarde dat graphene een isolatie, halfgeleider of een metaal maar geen uniek soort semimetal met interesserende elektronische eigenschappen is.

Elektron-Elektron interactie op de honingraatrooster van graphene

Gebruikend ALS beamline 12.0.1, Siegel en zijn medewerkers een steekproef van graphene die met de hoek-vastbesloten foto-emissiespectroscopie bereid is (ARPES) inspecteerden te bepalen hoe graphene die niet heeft om het even welke lastencarriers zich dicht bij het „punt Dirac“ gedraagt. Het „punt Dirac is een speciale eigenschap van de bandstructuur van graphene.

Graphene heeft geen energiehiaat tussen de lege geleidingsband en de elektron-gevulde valentieband. Deze banden worden gesymboliseerd door Dirac kegels de waarvan punten in contact, komen en lineair op het punt Dirac snijden. Graphene stelt een reeks unieke eigenschappen tentoon wanneer de geleidingsband leeg is en de valentieband van graphene wordt gevuld.

Een experiment ARPES meet binnen een gedeelte - tussen de kegels door de hoek van elektronen en kinetische energie direct in kaart te brengen die uit de graphenesteekproef worden verkregen wanneer ALS een Röntgenstraal op de steekproef uitzendt om opwinding te veroorzaken. Wanneer de uitgezonden elektronen in contact met het detectorscherm komen, wordt een spectrum gevormd en ontwikkelt zich langzaam tot een kegel.

De Elektronen werken op een unieke manier in undoped graphene op elkaar in wanneer vergeleken bij een metaal. De kanten van de kegel vormen een binnenkomende kromming aantonen, die dat de elektronische interactie zelfs bij afstanden tot 790Å kunnen plaatsvinden apart en tot hogere elektronensnelheden bijdragen. Deze zijn het buitengewone eigenschappen voordoen zich wegens een gemeenschappelijk fenomeen dat als „renormalisatie wordt bekend.“

Zo voerden Siegel en zijn medewerkers studies over „quasi-freestanding“ graphene, met een substraat van het siliciumcarbide uit. Bij hoge temperaturen, wordt het silicium ontslagen van het siliciumcarbide en de koolstof verzamelt als dikke laag van grafiet op de oppervlakte. Maar de opeenvolgende graphenelagen huidig in de dikke steekproef van grafiet worden geroteerd zodanig dat een elk laag als een individu geïsoleerde laag in de stapel handelt. Hij voegde toe dat undoped graphene van een normale Fermi vloeistof zeer verschillend is, en hun resultaten stemmen met theoretische berekeningen overeen.

Siegel verklaarde dat de onbeschermde, lange-afstands interactie in graphene plaatsvinden, die het gedrag van graphene op een fundamentele manier verandert.

Bron: http://www.lbl.gov/

Last Update: 12. January 2012 16:16

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit