Графен можно рассматривать как однослойную модификацию графита. То есть это двумерный материал с гексагональной кристаллической решеткой. В сравнении с графитом у графена более выражены такие физические свойства, как электро- и теплопроводность, эластичность и прочность. Это делает его примечательным с точки зрения наноэлектроники.

Однако применение данного материала в этой сфере исключено отсутствием полупроводниковых свойств. Это предполагает наличие запрещенной зоны, называемой «энергетической щелью», под которой понимают диапазон значений энергии, не занимаемый электронами данного вещества. Запрещенная зона разделяет минимальные и максимальные значения его электронов.

По словам сотрудника НИЯУ МИФИ, разработано несколько способов создания «энергетической щели» в графене и перевода его таким образом в категорию полупроводников. Среди них наиболее распространены химическая модификация, механическая деформация и добавление второго слоя структуры. Однако, по мнению ученых, все эти методы несовершенны. Так, химическая модификация необратимо загрязняет материал, а физическая деформация и создание гетероструктуры дают очень узкую запрещенную зону.

Исходя из этих недостатков, международная научная группа под руководством НИЯУ МИФИ совместила физическую деформацию и межслойное взаимодействие. Экспериментальным путем исследователи установили, что для графена в качестве второго слоя лучше всего подходит дителлурид молибдена. По словам участника группы, дальнейшая деформация позволяет получить «энергетическую щель» в 0,8 эВ, что обеспечивает показатели классических полупроводников и в 8 раз лучше в сравнении с физической деформацией чистого графена. К тому же материал получил уникальное для полупроводников свойство – возможность варьирования запрещенной зоны до необходимого значения. Наконец, после снятия воздействия напряжения он возвращается в исходное состояние.