Физики выяснили, как превратить чистый графен в сверхпроводник

© Фото : Kostya NovoselovМолекулярная структура графенаМолекулярная структура графена
Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

МОСКВА, 9 ноя – РИА Новости. Российско-германские физики выяснили, что графен можно превратить в сверхпроводник, склеив два листа "нобелевского углерода" и вставив в них определенные чужеродные атомы. Их выводы и первые результаты опытов с подобными материалами были представлены в журнале Science Advances.

Молекулярная структура графена
Физики превратили бутерброд из графена в "изоляторо-сверхпроводник"
"Двойные листы графена давно привлекают интерес ученых, так как все мы считали, что они представляют собой полупроводник с ненулевой запрещенной зоной. Высокое разрешение ускорителя BESSY II позволило нам открыть особую плоскую энергетическую зону, которую раньше никто не замечал", — рассказывает Андрей Варыхалов из Центра Гельмгольца в Берлине (Германия).

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой 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 тяжело 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 высокой хрупкости. 

Так художник представил себе бутерброд из графена и одноатомных слоев кальция
Физики нашли способ превратить графен в сверхпроводник

Многие эти проблемы ученые пытаются решить, используя не однослойные, а двухслойные или многослойные "бутерброды" из листов графена. Подобные структуры конструкции иногда имеют крайне необычные свойства. К примеру, полгода назад физики из MIT совершенно случайно создали экзотический "изоляторо-сверхпроводник", склеив под определенным углом два кусочка графена.

Подобные конструкции, как отмечает Варыхалов, можно производить только вручную, что не позволяет использовать "закрученный" графен в качестве основы для будущих высокотемпературных сверхпроводников.

Российско-немецкие физики обнаружили, что подобные манипуляции с листами графена проводить совсем не обязательно для появления внутри них "плоских" энергетических зон, своеобразных квантовых воронок, необходимых для их превращения в сверхпроводник.

Изучая свойства и движение электронов в подобных "бутербродах" из графена при помощи ускорителя частиц, Варыхалов и его команда заметили, что подобные воронки в них возникали даже в тех случаях, если пленки из "нобелевского углерода" не были повернуты на магический угол в 1,1 градуса. 

Двумерный магнитный материал, созданный российскими физиками
Физики из России создали абсолютно плоский магнит из кремния

Само по себе это открытие не позволяет создать "комнатный" сверхпроводник, однако его уже сейчас можно использовать для создания транзисторов, почти лишенных токов утечки, от чего страдают однослойные конструкции такого рода.

Вдобавок, дальнейшие опыты авторов статьи показали, что эта плоская энергетическая зона находится относительно близко к тем энергиям, на которых электроны будут двигаться без потери энергии.

Соответственно, добавление небольшого числа примесей на один из листов графена, а также его искривление, превратит подобный "бутерброд" в сверхпроводник. Дальнейшие опыты с графеном, как надеются ученые, помогут им реализовать эту идею уже в ближайшее время.


РИА Наука
Комментарии
1 пользователь оставил 1 комментарий
Зарплата научного сотрудника в России, в зависимости от региона колеблется от 49 до 150 тыс. руб. Это уже хорошо, но, недостаточно. Нужно повышать зарплату в 2-3 раза, чтобы иностранные учёные везли свои умы в Россию. Научный потенциал страны - куда более важен, чем оборонный.
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена