Исследователи открыли необычные электрические свойства графена

Открытие графена не даёт покоя многим учёным, ведь уникальная кристаллическая решётка тончайшего слоя графита и возможности его применения в промышленности практически безграничны. Исследователям из США удалось сконструировать устройство на базе графена с необычными электрическими свойствами.

Учёные из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Министерство энергетики США) создали уникальное устройство, которое тоньше человеческого волоса. Его особенность в том, что с помощью переключателя слой графена можно заставить как проводить электрический ток, так и полностью его изолировать.

«Наша разработка позволяет изучать как фазу сверхпроводимости, так и фазу полной изоляции, что было невозможно до данного открытия», — отмечает ведущий автор исследования Гуоруй Чен.

Графеновое устройство включает три атомарно тонких слоя графена. Муаровая решётка и созданный узор состоит из двухмерных слоёв нитрида бора, между которыми расположен графен. Открытие позволит специалистам изучить такое явление, как высокотемпературная сверхпроводимость.

Комбинирование двумерных материалов проводится в течение последних десяти лет. За это время удалось обнаружить, что муаровые сверхрешётки демонстрируют сверхпроводимость в том случае, когда слои выровнены под прямым углом. Тогда физики задались вопросом, а может ли трёхслойная графеновая система, будучи изолятором, стать сверхпроводником? Учитывая, что свойства подобных материалов меняются от окружающей температуры, исследования проводились в специальном холодильнике с температурой -273 °C. Именно при такой температуре  свойства графена должны были смениться на изоляционные.

Достигнув заданной температуры, к устройству подключили вертикальное электрическое поле, и изолятор стал стабилизированным — электроны выстроились в одном положении. Повысив напряжение при той же температуре, учёные сумели дестабилизировать электроны, а исходное устройство превратилось в сверхпроводник.

Таким образом в лабораторных условиях удалось получить уникальную платформу для изучения взаимодействия атомов и электронов в сверхпроводящих материалах. Эти исследования будут применены в развитии квантовых компьютеров, а также разработке радиокомпонентов нового уровня — замене привычных транзисторов на абсолютно плоские. 

Источник: 4pda.ru