Скрюченный графен проводит плохо
Новое открытие, связанное с электропроводностью графена, сделали американские ученые. Они изучили, как графен проводит ток в скрученном состоянии. Проводимости мешают изогнутые электронные облака.
Все новые работы, проливающие свет на удивительные свойства этого нового сверхтонкого материала, впервые изученного нашими соотечественниками Андреем Геймом и Константином Новоселовым, продолжают свое шествие по страницам научных журналов.
Группа американских ученых из Университета в Баффало (University at Buffalo) в статье, опубликованной в журнале Nature Communications, рассказали о том, как меняется проводимость этой углеродной структуры толщиной в один атом в зависимости от механического состояния слоя графена. Электрические свойства графена вызывают наибольший интерес ученых, так как особые свойства этой гексагональной структуры углерода в будущем планируется использовать в новых электронных приборах.
В идеальных условиях, когда кусок графена плоский, носители заряда (электроны и «дырки») перемещаются по образцу, не встречая на своем пути никаких препятствий. Это и обеспечивает материалу превосходную проводимость, пояснил Сарбаджит Банерджи (Sarbajit Banerjee), автор исследования.
Электроскладки
При помощи источника синхротронного излучения в канадском университете города Саскачеван физики сумели получить изображение электронной структуры изогнутого слоя графена. Снимки показали, что если слой графена имеет складки или изгибы, электронные облака также становятся искривленными, что мешает зарядам переносить ток. Исследователи сравнивают это со строительными работами, которые мешают водителям ехать по шоссе. «Электронное облако похоже на мягкую подушку, и мы видим, как эта подушка становится изогнутой там и сям», -- пояснил Банердж.
«Используя компьютерное моделирование, мы можем предсказать, как небольшие изменения в структуре графена влияют на его электронные свойства», -- пояснил Дэвид Прендергэст (David Prendergast), соавтор исследования. Кроме того, физики поняли, как влияет на электропроводность наличие в графене разных примесей. По их словам, по своим проводящим свойствам графен очень напоминает медь и имеет наилучшую теплопроводность из всех известных материалов. «Уже множество людей знает, как получить графен, однако мало кто знает, как перенести куда-либо слой графена так, чтобы не смять его. Его очень сложно сохранить прямым и плоским, и наша работа показывает, почему это так важно», --заключил Банерджи.