Электронно-дырочные лужи ( англ. electron-hole puddles ) в графене формируется вблизи точки электронейтральности . Они представляют собой локальное изменение концентрации отрицательно заряженных носителей (электронов) и положительно заряженных (дырок) квазичастиц и возникают из-за неоднородного распределения заряженных примесей в подложке, а также локального изменения плотности состояний , например, из-за дефектов или деформации решётки и др. причин. В целом заряд графена в точке электронейтральности равен нулю, то есть количество электронов и дырок совпадает, однако их концентрации зависят от координат. На границе между электронными и дырочными областями формируются . Так как запрещённая зона графена равна нулю, ток через такой переход не равен нулю, и материал остаётся проводящим при любой температуре .

Влияние подложки

Качество подложки и количество примесей в ней сильно влияют на уровень беспорядка в графене: на концентрацию носителей в электронно-дырочных лужах и их размеры. Первые образцы графена были сделаны на подложке окисленного кремния, не отличающегося чистотой, благодаря чему флуктуации концентрации достигали 10 ¹² см ^-2 . Размеры луж, локальное положение дираковской точки были измерены с помощью одноэлектронного транзистора чувствительного к локальному заряду .

В более поздних реализациях графеновые образцы переносились на чистые гладкие подложки из гексагонального нитрида бора, что позволило частично избежать флуктуирующего потенциала и глубина луж существенно уменьшилась. Это привело к получению существенно более высоких подвижностей носителей.

Примечания

Литература

• Katsnelson M. I. . — New York: Cambridge University Press, 2012. — 366 p. — ISBN 978-0-521-19540-9 .
• Castro Neto A. H., Guinea F., Peres N. M. R., Novoselov K. S., Geim A. K. (англ.) = The electronic properties of graphene // Rev. Mod. Phys. — 2009. — Vol. 81 . — P. 109—162 . — doi : . — arXiv : .