|
Исследование и настройка свойств волшебного графена
|
|
|
|
Последние достижения в разработке устройств из 2D-материалов открывают путь к новым технологическим возможностям, особенно в области квантовых технологий. Однако до сих пор мало исследований посвящено потерям энергии в сильно взаимодействующих системах. Имея это в виду, группа под руководством профессора Эрнста Мейера с факультета физики Базельского университета использовала атомно-силовой микроскоп в маятниковом режиме для более детального исследования графенового устройства. Для этого исследователи использовали двухслойный графен, изготовленный коллегами из LMU в Мюнхене, в котором два слоя были скручены на 1,08°. При укладке и скручивании друг относительно друга два слоя графена образуют «муаровые» сверхструктуры, и материал приобретает новые свойства. Например, когда два слоя скручены на так называемый магический угол 1,08°, графен становится сверхпроводником при очень низких температурах, проводя электричество практически без рассеяния энергии. Используя измерения атомно-силовой микроскопии (АСМ), доктор Алексина Оллиер теперь смогла доказать, что угол закручивания слоев атомного графена был одинаковым по всему слою и составлял около 1,06 °. Ей также удалось измерить, как токопроводящие свойства графенового слоя могут изменяться и регулироваться в зависимости от заряда, приложенного к устройству.
|
|
|
В зависимости от «зарядки» отдельных графеновых ячеек электронами материал вел себя как изолятор или полупроводник. Относительно высокая температура 5 Кельвинов (-268,15°C) во время измерений означала, что исследователи не достигли сверхпроводимости в графене, поскольку это явление — проводимость тока без рассеяния энергии — происходит только при гораздо более низкой температуре — 1,7 Кельвина. «Однако мы смогли не только модифицировать и измерить токопроводящие свойства устройства», — объясняет Оллиер, первый автор исследования, опубликованного в журнале Communications Physics, — «но и придать графену магнитные свойства, что, конечно, состоит только из атомов углерода». «Это достижение — мы можем отображать крошечные чешуйки графена в электрических компонентах, изменять их электрические и магнитные свойства и точно измерять их», — говорит Мейер о работе, которая стала частью докторской диссертации в SNI Ph. Д. Школа. «В будущем этот метод также поможет нам определить потери энергии различных двумерных компонентов в случае сильных взаимодействий».
|
|
|
|
Источник
|
