Grafen içeren işlevsel nanoyapıların tasarımı ve elektronik özellikleri

Abstract

Grafen ve türevi yapıların elektronik, manyetik özellikleri, işlevsel nanoyapıların tasarımına elverecek biçimde çeşitlilik göstermektedir. Tek tabaka grafen Fermi seviyesindeki Dirac noktaları ve civarındaki doğrusal enerji bantlarıyla kütlesiz fermiyonlara sahip bir yarımetal karakterindedir. Grafenin nano-ölçekli şeritleri (GNŞ) ise, şerit kalınlığına ve topolojisine bağlı olarak yasak bant aralığı değişen yarıiletkendirler. Çift tabaka grafenin, uygulanan bir dış elektrik alan yoluyla yasak enerji bant aralığı değiştirilebilen bir yarıiletken olduğu gösterilmiştir. Yine zigzag kenarlı GNŞ’lerde ve diğer grafen parçalarında, zigzag kenarlar boyunca yerelleşmiş ferromanyetik spin durumlarının olduğu bilinmektedir. Grafenin bu manyetik özelliği çeşitli spintronik uygulamalarında kullanılabilir. Grafen yapıların üzerine ve kenarlarına çok çeşitli element veya moleküller kullanarak kimyasal veya fiziksel işlevlendirme yapıp, yapıya farklı özellikler kazandırmak mümkündür.