Текущие диполи

Нейтральные примеси лишь косвенно влияют на поведение близлежащих электронов, изменяя основные свойства материала. Однако заряженные примеси непосредственно взаимодействуют с электронами, что вполне может привести к более сильной модификации транспорта на местном уровне. Полуклассически можно представить, что по мере того как негативные электроны приближаются к негативной примеси, их взаимное отталкивание от Куломба замедлит их и создаст избыток отрицательной плотности заряда перед нечистотой. Однако, как только электрон успешно пройдет через примеси, он будет ускорен и тем самым уменьшит плотность заряда в следах нечистоты. Это создает диполе, направление которого определяется направлением течения и полярностью примесей. Лю и его коллеги решили оценить этот эффект. Они выбрали двухслойный графен с субстратом карбида кремния, так как различные типы примеси хорошо описаны в этой системе, и ее двумерная природу делает её подходящей для исследования с помощью сканирующего микроскопа. Когда эта пара материалов облучается азотными атомами, атомы азота могут заменить атомы углерода в двухслойном графене и создать позитивно заряженную примесь, поскольку азот является донором электронов в этом контексте. В отличие от этого, если азот заменяет углерод в субстрате, он действует как приемщик и создает отрицательно заряженную примеси. Лю и его коллегам удалось проверить оба случая в ходе своих экспериментов, измерив местный потенциал двуслойного графена, который отображает…