В 2004 году ученые синтезировали графен — сверхпрочный углеродный проводник. Фактически это двумерный кристалл — углеродные атомы в нем регулярно связаны друг с другом по длине и ширине и образуют подобие пчелиных сот. А в толщину этот слой — все лишь одна молекула. Еще тогда его назвали «чудесным материалом»; — многие физики считают, что когда-то наступит день и графен заменит кремний в микропроцессорах. Однако для электронных миниатюрных устройств графен пока малопригоден: он имеет существенный недостаток — слишком хорошо проводит электрический ток. Из-за этого изготовление графеновых транзисторов становится очень сложной задачей. Электроны в графене просто трудно остановить — они проникают через любые потенциальные барьеры, просачиваются через них, даже когда транзистор выключен.
Научная группа, специализирующаяся в области физики конденсированного состояния из Университета Манчестера, (именно в результате ее усилий графен появился на свет) синтезировала новый материал — графан — в некотором роде антипод своего замечательного собрата. Сообщение об этом будет напечатано в августовском номере журнала Physics Today.
Графан — это изолирующий эквивалент графена. И графен и графан имеют структуру, подобную пчелиным сотам, за исключением того, что последний слегка «подкрашен» атомами водорода, прочно связанными с углеродом. Ковалентные связи между водородом и углеродом эффективно удерживают электроны, которые обеспечивают проводимость графена. Графан, тем не менее, остается тонким, прочным гибким и легким, как и его проводящий аналог.
Одно из преимуществ графана — с его помощью фактически будет легче создавать микродорожки графена для электронных устройств. Сейчас эти структуры изготавливают достаточно грубым методом — берут лист материала и просто отжигают все ненужное, кроме небольших участков. Однако уже сегодня такие дорожки можно делать следующим образом: «покрыть» лист графена атомами водорода, кроме частей, которые отводятся под них. И тогда они будут состоять из проводящего графена, а вся масса, которая его окружает — из графана, то есть это будет область, не проводящая электрический ток.
Учитывая, что просто проводников и изоляторов для изготовления транзисторов недостаточно, физики из Манчестера добились того, что если водород «подшивать» к графену постепенно, то можно контролировать превращение проводящего материала в изолятор и наблюдать за свойствами промежуточных, переходных материалов. Важнее всего то, что открытие графана открывает серию новых углеродных материалов, получаемых из графена, отмечают исследователи. С одной стороны, есть проводящий графен, с другой — изолятор графан. Почему бы не заполнить промежуток между ними полупроводниками на основе графена или заменить атомы водорода, например, на фтор?
«Очень важно иметь возможность контролировать удельное сопротивление, светопропускание и функциональные возможности материала. Это пригодится для таких устройств, как солнечные элементы, жидкокристаллические дисплеи. Возможность варьировать механические свойства и поверхностный потенциал — это залог успешного создания композитных материалов. Химическая модификация графена и графан как первый ее пример — открывают новое направление исследований. Пути, которыми здесь можно пойти, бессчетное множество», — уверен Константин Новоселов — научный сотрудник Университета Манчестера, один из руководителей группы разработчиков. Об этом сообщает агентство "ИнформНаука" со ссылкой на Physics Today.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
