石墨烯有極高的電子遷移率，很有可能用于切換速度更快的新一代電子元件。但是純石墨烯本身是零能隙的半導(dǎo)體，不能直接作為高效的室溫場(chǎng)效應(yīng)晶體管。如何在保持石墨烯高遷移率的同時(shí)，打開一個(gè)可控的能隙是目前石墨烯領(lǐng)域最重要的課題之一。
北京大學(xué)物理學(xué)院呂勁、高政祥課題組發(fā)現(xiàn)把石墨烯夾在平面的六角BN片之間，足可以打開石墨烯0.16eV的能隙。對(duì)該三明治結(jié)構(gòu)加上垂直電場(chǎng)，能隙可以進(jìn)一步提高到0.34eV。考慮多體效應(yīng)作GW修正后，能隙增加50%以上，可以滿足實(shí)際邏輯器件的需要。由于結(jié)構(gòu)完整性得到保持，石墨烯的高遷移率在能隙打開后仍然可以維持。量子輸運(yùn)計(jì)算顯示基于此三明治結(jié)構(gòu)的電流開關(guān)比相比純單層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管大8倍。相關(guān)工作出版在《Nature》子刊《NPGAsiaMaterials》《自然?亞洲材料》上http://www.nature.com/doifinder/10.1038/am.2012.10。該課題組還發(fā)現(xiàn)由蜂窩狀的硅原子構(gòu)成的單層硅烯（繼石墨烯之后近年來新發(fā)現(xiàn)的一種二維單原子晶體）可以無需借助BN夾層，直接被垂直的電場(chǎng)打開能隙，同時(shí)高的載流子遷移率也能夠保持，研究工作發(fā)表在NanoLetters12，113（2012）上
上述研究工作得到了國家重大研究計(jì)劃，教育部新世紀(jì)人才計(jì)劃，國家自然科學(xué)基金（10774003）以及人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。
北京大學(xué)物理學(xué)院呂勁、高政祥課題組發(fā)現(xiàn)把石墨烯夾在平面的六角BN片之間，足可以打開石墨烯0.16eV的能隙。對(duì)該三明治結(jié)構(gòu)加上垂直電場(chǎng)，能隙可以進(jìn)一步提高到0.34eV。考慮多體效應(yīng)作GW修正后，能隙增加50%以上，可以滿足實(shí)際邏輯器件的需要。由于結(jié)構(gòu)完整性得到保持，石墨烯的高遷移率在能隙打開后仍然可以維持。量子輸運(yùn)計(jì)算顯示基于此三明治結(jié)構(gòu)的電流開關(guān)比相比純單層石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管大8倍。相關(guān)工作出版在《Nature》子刊《NPGAsiaMaterials》《自然?亞洲材料》上http://www.nature.com/doifinder/10.1038/am.2012.10。該課題組還發(fā)現(xiàn)由蜂窩狀的硅原子構(gòu)成的單層硅烯（繼石墨烯之后近年來新發(fā)現(xiàn)的一種二維單原子晶體）可以無需借助BN夾層，直接被垂直的電場(chǎng)打開能隙，同時(shí)高的載流子遷移率也能夠保持，研究工作發(fā)表在NanoLetters12，113（2012）上
上述研究工作得到了國家重大研究計(jì)劃，教育部新世紀(jì)人才計(jì)劃，國家自然科學(xué)基金（10774003）以及人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。
