Исследователи обнаружили, что энергия сверхбыстрых электрических токов, проходящих через графен, очень эффективно преобразуется в электронное тепло, заставляя электроны графена вести себя так же, как горячий газ. «Тепло равномерно распределяется по всем электронам. И повышение температуры электронов, вызванное протекающими токами, в свою очередь, оказывает сильное влияние на электрическую проводимость графена», — объясняет профессор Миша Бонн, директор MPI-P.
Исследование, озаглавленное «Термодинамическая картина сверхбыстрого переноса заряда в графене», недавно было опубликовано в Nature Communications.Графен — отдельный слой атомов углерода — известен как очень хороший электрический проводник.
В результате графен находит множество применений в современной наноэлектронике. Они варьируются от высокоэффективных детекторов для оптической и беспроводной связи до транзисторов, работающих на очень высоких скоростях.
Постоянно растущий спрос на полосу пропускания электросвязи требует все более быстрой работы электронных устройств, что сокращает время их отклика до пикосекунды. «Результаты этого исследования помогут улучшить характеристики наноэлектронных устройств на основе графена, таких как сверхвысокоскоростные транзисторы и фотодетекторы», — говорит профессор Дмитрий Турчинович, возглавлявший исследования в MPI-P. В частности, они показывают способ преодоления барьера скорости терагерцовой работы — то есть тысячи миллиардов колебаний в секунду — для графеновых транзисторов.