Переключиться на мобильную версию

Ученые открыли новые свойства сверхпроводника графена

Ученые научились изменять свойства энергетической щели у графена.

Ученые из Великобритании, Китая, США, Южной Кореи, России и Японии, в число которых входят нобелевские лауреаты Андрей Гейм и Константин Новоселов, открыли новые свойства графена, которые изменяют его проводимость, сообщает Lenta.ru.

Художественная иллюстрация эффекта бабочки Хофштадтера в кристаллической решетке
Художественная иллюстрация эффекта бабочки Хофштадтера в кристаллической решетке
phys.org

Ученые научились изменять свойства энергетической щели у графена. Для этого авторы нанесли графен на слой "белого графита" — нитрида бора с графитоподобной гексагональной (узлы решетки заключены в правильный многоугольник) аллотропной модификацией.

Исследователи обнаружили, что такая комбинация позволяет регулированием взаимных ориентаций направлений в кристаллических решетках менять ширину энергетической щели у графена. Это связано с тем, что подложка из нитрида бора вызывает деформацию графеновой решетки, в связи с чем меняются ее проводящие свойства.

Физики выяснили, что при угле наклона между направлениями решеток графена и нитрида бора менее одного градуса структура решетки нитрида бора почти идентична графеновой. При этом угол между атомами углерода в самой графеновой решетке увеличился на 1,8 градусов, что привело к возникновению энергетической щели. При углах наклона между направлениями решеток графена и нитрида бора более одного градуса энергетической щели не возникало.

ЧИТАЙ ТАКЖЕ: Физики впервые обнаружили экситоны в металле

Наложение двух кристаллический решеток позволило ученым в образованной гетероструктуре воспроизвести эффект муарового узора в виде бабочки Хофштадтера — фрактальной структуры, описанной в 1976 году будущим нобелевским лауреатом Дугласом Хофштадтером, которая воспроизводит зависимость значений уровней энергии электрона от величины магнитного поля в двумерном кристалле.

Бабочка Хофштадтера (1976 год); по горизонтали — энергия уровней электрона, по вертикали — величина магнитного поля

Бабочка Хофштадтера (1976 год); по горизонтали — энергия уровней электрона, по вертикали — величина магнитного поля                 Изображение: Douglas Hofstadter

В своей работе ученые исследовали различные комбинации образцов графена и подложек из нитрида бора, используя сканирующие зондовые (атомный силовой и туннельный) и рамановскую методы спектроскопии.

ЧИТАЙ ТАКЖЕ: Уличная битва электричеством (ВИДЕО)

Энергетическая щель (запрещенная зона) — интервал энергий, в котором в идеальном кристалле, согласно квантовомеханической теории движения электронов в твердом теле, не могут находиться электроны. Такая щель отвечает интервалу между валентной зоной и зоной проводимости в кристалле. В графене ширина этой щели равна нулю, введением подложки из нитрида бора физикам удалось деформировать кристаллическую решетку графена и тем самым создать ненулевую энергетическую щель, которая позволяет менять свойства проводимости графена — в том числе и отключать ее.

Ранее ученые также исследовали различные свойства графена на подложках из нитрида бора, однако в своей работе авторы впервые обнаружили зависимость таких свойств от угла взаимной ориентации направлений кристаллических решеток. Работа физиков открывает новые возможности в использовании графена в электронной промышленности.

Работа ученых опубликована в журнале Nature Physics, кратко с ее содержанием можно ознакомиться на сайте Phys.org.

Кстати, посмотри на лучшие научные фото 2013 года:

Эта же новость на Корреспондент
Комментариев (0)
Оставляя комментарий, пожалуйста, помните о том, что содержание и тон Вашего сообщения могут задеть чувства реальных людей, непосредственно или косвенно имеющих отношение к данной новости. Пользователи, которые нарушают эти правила грубо или систематически, будут заблокированы.
Полная версия правил
Осталось 300 символов
Реклама
Реклама
Реклама
Для удобства пользования сайтом используются Cookies. Подробнее здесь