З графена випадково створили матеріал, поява якого передбачили в 1930-х роках

Створений у середині 2000-х років матеріал графен знайшов своє застосування в самих різних областях. Але він не перестає дивувати своїми незвичайними властивостями. І навіть при самих звичайних експериментах, вуглецевий матеріал може допомогти створити нові унікальні матеріали. Примітно, що структура графена була передбачена ще в минулому столітті і вельми цікаво, що приблизно в той же час було висунуто припущення про існування Вигнеровских кристалів – структур, які не зустрічається при стандартних умовах навколишнього середовища. І ось, групі дослідників з Массачуссетского технологічного інституту вдалося за допомогою графена створити стабільний Вигнеровский кристал.

Для початку спробуємо розібратися, що ж являє собою цей самий кристал. Як зазначив один з авторів роботи Бикаш Падхи в інтерв’ю виданню Science Daily,

«Уявіть, що по кімнаті переміщуються люди і кожен з них носить на собі сферу. Всі сфери мають однаковий діаметр. При цьому якщо сфера маленьких розмірів — люди можуть ходити вільно, але чим більше сфера – тим складніше людям буде ходити і вони будуть частіше врізатися один в одного. А тепер замініть людей на електрони, а сфери – на їх силу відштовхування. Це і буде Вигнеровский кристал. За звичайних умов електрони майже не взаємодіють один з одним, а у формі кристала при молекулярному схожості з газом, зовні матеріал схожий на тверде тіло.»

Вигнеровские кристали спостерігалися і раніше, але це було при вкрай низьких температурах і такі кристали існували дуже недовго. Однак при експериментах з двошаровим графеном (tBLG) фізики з MIT виявили вельми незвичайні властивості отриманого матеріалу. Він володів надпровідність і переносив електрон з одного шару на інший. На той момент здатність tBLG «пересувати» впроваджений електрон пояснили діелектричними властивостями. Але колеги співробітників MIT з Університету Іллінойсу вирішили повторити їх досвід і вивчити матеріал більш докладно.

Читайте також  В Україні стартували продажі Samsung Galaxy S10: передзамовлень майже вдвічі більше, ніж на S9

Передбачувана структура кристалів Вігнера з двошарового графена. На малюнку А критерії побудови експериментально не виконується, що призводить до переносу електронів. На малюнках B і C показано зображено стан, коли 2 або 3 електрона знаходяться в межах решітки кристала

Вчені з Університету Іллінойсу вважають, що двошаровий графен — один з варіантів вигнеровского кристала і цього стану вдалося досягти завдяки впровадженню між двома шарами графена більшої кількості електронів. На даний момент вивчення нового матеріалу триває.

Степан Лютий

Обожнюю технології в сучасному світі. Хоча частенько і замислююся над тим, як далеко вони нас заведуть. Не те, щоб я прям і знаюся на ядрах, пікселях, коллайдерах і інших парсеках. Просто приходжу в захват від того, що може в творчому пориві вигадати людський розум.

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *