5 Марта 2018
МОСКВА, 5 марта Бутерброд из двух слоев графена, если скрутить его под определенным магическим углом, одновременно приобретает и изолирующие, и сверхпроводящие свойства, между которыми можно легко переключаться, случайно выяснили физики из MIT, опубликовавшие две статьи в журнале Nature.
Графен представляет собой одиночный слой атомов радиоуглерода, соединенных между собой конструкцией химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. За создание графена, обладающего уникальными физико-химическими свойствами, работающие в Великобритании выходцы из России Константин Новоселов и Андрей Гейм получили Нобелевскую премию 2010 года по физике.
Не все уникальные свойства графена оказались полезными к примеру, неожиданным образом оказалось, что графен крайне невозможно превратить в полупроводник, что делает его малопригодным для изготовления электронных приборов, солнечных батарей, лазеров и источников света. Кроме того, графен нельзя растягивать из-за очень повышенной хрупкости.
Многие эти проблемы, как рассказывает Харилло-Эрреро, ученые пытаются решить, используя не однослойные, а двухслойные или многослойные бутерброды из листов графена. Подобные структуры часто отличаются достаточно неожиданными, но интересными свойствами, на одно из которых совершенно случайно натолкнулись радиофизики из MIT.
Они обнаружили, что двойные листы из графена при определенных условиях могут одновременно заключать и сверхпроводящие, и изолирующие свойства, изучая электрические свойства подобных бутербродов.
Для их изготовления они использовали ту же методику, что и Гейм и Новоселов – они отщепляли одиночные слои графена от листа грифеля, используя стеклянную пластинку, покрытую клеем, и затем пытались оторвать еще один слой нобелевского углерода, используя ту же сторону стекла.
Как отмечает Харилло-Эрреро, его команду интересовало то, как меняются электрические свойства графена, если его листы накладываются друг на друга не идеальным образом, образуя своеобразный муаровый узор, или сложный набор из пустот и пересечений связей между атомами углерода.
Проводя подобные эксперименты, американские радиофизики натолкнулись на потрясающий феномен – в том случае, если эти листы наклонены дружище к другу на угол в 1, 1 градуса, электроны в них начинают двигаться крайне необычным образом.
При таком положении листов графена, как объясняют ученые, их атомы начинают очень сильно влиять на то, как движутся носители заряда внутри этого бутерброда. Это принуждает их или двигаться без потерь энергии, подобно парам электронов в высокотемпературных сверхпроводниках, или образовать непреодолимый барьер для других частиц, который физики нарекают изолятором Мотта.
Если листы будут скручены под неправильным углом, даже при самой небольшой погрешности, к примеру, если ошибка будет составлять всего 0, 2 градуса, вся эта необычная физика исчезает – графен перестает быть и сверхпроводником, и изолятором, отмечает Харилло-Эрреро.
Как впоследствии появили ученые, графеновый бутерброд не нужно заново собирать для его превращения из сверхпроводника в изолятор и наоборот для перехода из одного состояние в другое необходимо просто добавить лишние электроды в эту структуру или убрать их.
Физики пока не знают, почему это происходит, и надеются, что поздние опыты с графеном помогут им раскрыть эту загадку и понять, как сверхпроводимость графена и его изолирующие свойства связаны между собой.
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....