25 Февраля 2019
МОСКВА, 25 февраля. Константин Новоселов и Андрей Гейм обнаружили, что бруски из сверхчистого графита располагают примерно теми же квантовыми свойствами, что и их мелкий кузен графен. Это создаёт дорогу для создания комнатных гиперпроводников, пишут ученые в дневнике Nature Physics. Коллеги десятилетиями работали с графитом, считая его философским камнем, который может принести нам все возможные и невозможные физические феномены, в том числе комнатную сверхпроводимость. Мы показали, что это действительно возможно, если произвести очень чистый материал такого типа, — заявил Андрей Гейм из Манчестерского университета (Великобритания).
Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии композицию пчелиных сот. За его создание и изучение его уникальных характеристик Константин Новоселов и Гейм, выходцы из России, работающие в Британии, выяснили Нобелевскую премию 2010 года по физике.
Одно из главных необычных свойств нобелевского углерода заключается в том, что внутри него наблюдается так называемый квантовый эффект Холла. Он выражается в том, что движение электронов в графене или любом другом тексте с аналогичными свойствами упорядочено таким образом, что его проводимость меняется скачкообразным образом, смещаюсь на очень точные, идеально выверенные квантовые значения при прибавленье магнитного поля. 20 декабря 2018, 14:48Ученые из России превратили графен в детектор раздевающих лучей
В прошлом, ученые считали, что этот эффект возникает только при охлаждении проводников до полного нуля, однако открытие графена показало, что он может возникать и при комнатных повышенная температурах. Это открытие сразу же заставило ученых задуматься о том, можно ли превратить находку Гейма и Новоселова, а также другие плоские структуры, в высокотемпературный сверхпроводник.
Российско-британские физики случайно выяснили, что аналогичные квантовые свойства и высокотемпературная сверхпроводимость могут быть характерны и для пирографита, дедушки графена, работаю со своеобразными бутербродами из этого углеродного материала и двух целлофан из плоского нитрида бора.
Вырастив несколько чрезвычайно ровных и чистых брусков графена, ученые поместили похожую конструкцию в прибор, предназначенный для наблюдений за поведением электронов в них и измерения обычного эффекта Холла, возникающего в полупроводниках при их попадании в магнитное поле.
Мы были крайне обрадованным тому, что эти очки опыты зафиксировали наличие квантового эффекта Холла в этом бруске, очень четкие уровни проводимости, а также нулевовое сопротивление вдоль его длинного конца. Этого не должно было происходить, так как наш графен был на порядок дорогого толстым для того, чтобы вести себя как обычный трехмерный полуметалл, где этот феномен запрещен, — добавляет Владимир Фалько, физик-теоретик и коллега Гейма.
Что же тогда породило квантовый эффект Холла? Как предполагают ученые, он возник по той причине, что идеально чистый графен ведет себя не как трехмерный, а 2, 5-мерный материал, схлопывающийся в некое подобие двумерного графена при попадании в достаточно сильное магнитное поле, около семи тесла.
Это происходило по той причине, что внутри бруска графита возникали своеобразные стоячие электронные волны, сшивающие между собой одиночные слои графена и заставляющие их электроны взаимодействовать друг с другом определенным образом. 5 марта 2018, 19:00Физики превратили бутерброд из графена в изоляторо-сверхпроводник
В пользу этого говорит то, что квантовый эффект Холла ослабевал или пропадал, если число слоев в материале было нечетным, так как это мешало формированию и взаимодействию минимумов и максимумов тех волн. При всем этом, графит вел себя похожим образом даже в том случае, если число слоев в нем приближалось к сотне.
Что еще удивительнее, охлаждение бутерброда до околонулевых температур усиливало квантовые эффекты и порождало ситуацию в коей внутри графита возникали виртуальные шпионы тока, особый тип квазичастиц, чей заряд был меньше, чем у электрона.
Их существование, как отмечают физики, дает надежду на создание новых сверхпроводников на базе этой формы углерода. В ближайшее время Гейм и его коллеги проследят другие типы чистого графена с несколько иной упаковкой слоев, которые могут скрывать в себе другие удивительные квантовые эффекты.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....