韩国研究人员利用超导体增强石墨烯的电子特性

韩国研究人员通过将超导体和石墨烯结合在一起，创造出了一种能够控制石墨烯特性的装置。这为超导体和石墨烯等创新材料的结合提供了可能。

浦项科技大学（POSTECH）的李吉镐（Lee Gil-ho）教授和研究所的研究人员与日本国立材料科学研究所（NIMS）的渡边健二（Kenji Watanabe）和谷口隆（Takashi Taniguchi）合作，指出他们成功地改善了石墨烯和超导电极之间的结点特性。这项研究成果于 11 日发表在国际纳米技术期刊《纳米通讯》上。

超导体是一种在特殊条件下电阻为零的材料，当它与普通导体结合时，会产生一种被称为 “邻近效应 “的现象，从而将超导性传递给导体。这种现象在应用中起着至关重要的作用，是实现电子设备性能最大化的关键技术。

石墨烯具有出色的导电性和高电子迁移率，因此被视为连接超导体和导体的理想材料。然而，在将电子从超导体注入石墨烯的过程中，以往的技术会导致 “空穴掺杂”，从而在超导体和石墨烯之间形成一个被称为 “PN 结 “的边界。这种边界降低了结的透射率和邻近效应，从而阻碍了从超导体到石墨烯的高效电子传输。

为了解决这个问题，研究人员开发了一种新的接合方法，可以精确控制石墨烯的电荷密度。他们精心蚀刻了保护石墨烯的绝缘体六方氮化硼的特定部分，使石墨烯表面暴露出来，然后在其上连接超导体。与现有的一维结不同，这种方法可以通过调制电压来控制石墨烯的电荷密度和极性。因此，即使在空穴掺杂状态下，超导体和石墨烯之间也能实现平滑连接，从而保持较强的超导邻近效应和较高的结透射率。

研究所指出：”现有的一维结方法在自由控制石墨烯的极性方面存在局限性，”又说：”本研究开发的二维超导结技术可以精确控制石墨烯的电学特性，这将为电子设备和研究开辟新的领域。

参考资料