Электронно-дырочные лужи (англ. electron-hole puddles) в графене формирутся вблизи точки электронейтральности. Они представляют собой локальное изменение концентрации отрицательно заряженных носителей (электронов) и положительно заряженных (дырок) квазичастиц и возникают из-за неоднородного распределения заряженных примесей в подложке, а также локального изменения плотности состояний, например, из-за дефектов или деформации решётки и др. причин. В целом заряд графена в точке электронейтральности равен нулю, то есть количество электронов и дырок совпадает, однако их концентрации зависят от координат. На границе между электроными и дырочными областями формируются p-n переходы. Так как запрещённая зона графена равна нулю, ток через такой переход не равен нулю, и материал остаётся проводящим при любой температуре^[1].

Влияние подложки

Качество подложки и количество примесей в ней сильно влияюют на уровень беспорядка в графене: на концентрацию носителей в эдектронно-дырочных лужах и их размеры. Первые образцы графена были сделаны на подложке окисленного кремния не отличающегося чистотой, благодаря чему флуктуации конентрации достигали 10¹² см^-2. Размеры луж, локальное положение дироковской точки были измерены с помощью одноэлектронного транзистора чувствительного к локальному заряду^[2].

В более поздних реализациях графеновые образцы переносились на чистые гладкие подложки из гексогонального нитрида бора, что позволило частично избежать флуктуируюшего потенциала и глубина луж существенно уменьшилась. Это привело к получениюсущественно выше подвижностей носителей.

Примечания