Graphen, das aus einer einzigen Kohlenstoffschicht besteht, kann mit der schnellsten Geschwindigkeit jedes bekannten makroskopischen Objekts gesponnen werden. Bildnachweis: Wikimedia Commons.

Eine enge Zusammenarbeit mit der Universität von Maryland und der University of Texas hat berechnet, wie elektrostatische Wechselwirkungen zwischen Elektronen in verschiedenen Schichten von Graphen mit wenigen Schichten die Eigenschaften der obersten Schicht beeinflussen [1].

Seit Graphen im Jahr 2004 erstmals aus Graphit gewonnen wurde, stand es im Mittelpunkt bemerkenswerter wissenschaftlicher Fortschritte und technologischer Entwicklungen.

Ein besonders vielversprechendes Material ist Graphen, das auf der Oberfläche von Siliziumkristallen durch Sublimation von Si aus dem Substrat wächst, das typischerweise in Graphenschichten mit wenigen Schichten wächst.

Im Gegensatz zu Graphitkristallen werden diese Schichten gegeneinander gedreht, so dass die Atome nicht aneinander liegen. Diese Rotation hat überraschende Konsequenzen, wie sie kürzlich in der Rastertunnelmikroskopie am cnst gefunden wurden [2].

In hohen Magnetfeldern und bei niedrigen Temperaturen verhält sich die oberste Schicht in vielerlei Hinsicht wie eine isolierte Graphenfolie, aber eine Schicht, in der Ladung auf die anderen Schichten übertragen werden könnte.

die Messungen zeigten auch, dass die gemessenen Spektren bei den höchsten Feldern in der Studie eine Lücke aufwiesen, die nicht durch eine einfache Einzelpartikelbeschreibung des Systems erklärt werden konnte; Elektronen in der oberen Schicht wechselten mit anderen Elektronen, entweder in der gleichen Schicht oder in den anderen Schichten.

Die neuesten Berechnungen, die verschiedene Aspekte der experimentellen Daten erklären, zeigen, wie Elektronen zwischen Schichten übertragen werden und wie unter den richtigen Bedingungen ein \"korrelierter Zustand\" zwischen den Elektronen in der oberen Schicht und anderen Schichten entstehen kann.

Während zusätzliche experimentelle und theoretische Forschung benötigt wird, um diese Erklärung zu bestätigen, zeigt diese Arbeit die Vielfalt an interessanten Phänomenen, die entstehen, wenn die Schichten des wissenschaftlichen Puzzles von Graphen abgelöst werden.

Quelle: Phys

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