Физики узнали причину главного недостатка графена

Физики узнали причину главного недостатка графена

Группе физиков под руководством Кирилла Болотина из Университета Вандербильда удалось установить причину низкой электронной мобильности в графене. Кроме этого они смогли увеличить этот показатель в три раза. Результаты их работыпубликует журнал Nature Communications.

Исследователи помещали слой графена на специальную подложку с позолоченными электродами и измеряли скорость движения электронов при погружении пленки в различные среды. Было установлено, что чем больше вещество, окружающее пленку графена экранирует электрическое поле, тем быстрее движутся электроны в самом графене. Максимальную электрическую мобильность 60 000 см2/(В·с) графен показал, когда был погружен в анизол.

Благодаря полученным результатам у исследователей появился не только рецепт увеличения электронной мобильности, но они также получили ответ на вопрос о том, почему её значение у реального графена всегда ниже теоретически возможного.

Теоретически, графен должен иметь электронную мобильность, превосходящую почти все известные материалы. Но в процессе получения материал оказывается загрязнен примесями, которые несут электрический заряд. Их, наряду со складками поверхности, подозревали физики, когда искали причину низкой электронной мобильности. До работы группы Болотина подозрения оставались теоретическими, но теперь получили экспериментальное подтверждение. Увеличение электронной мобильности в среде, которая хорошо экранирует электрическое поле означает, что низкое наблюдаемое значение объясняется влиянием электрического поля примесей.

Графен является аллотропной модификацией углерода, наряду с алмазом и графитом. Он представляет собой пленку толщиной в один атом, где углерод располагается в вершинах гексагональной сетки. Этот материал был получен выходцами из России Константином Новоселовым иАндреем Геймом. За свое открытие они удостоились Нобелевской премии 2010 года.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Российские физики открыли способ создания сверхтонких алмазов
Если углерод в виде нескольких слоев графена обработать водородом, он способен превращаться в диаман — сверхтонкую алмазную пленку. Открытие, которые совершила российско-американская группа физиков под руководством Павла Сорокина из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов, опубликовано ..
2014-02-07 1812 0 Научные открытия
0
Физики управляли квантовой симметрией двухслойного графена
Ученые из США, Канады и Японии наблюдали дробный квантовый эффект Холла в двухслойном графене и показали возможность управления свойствами такого материала действием электрического поля. Свое исследование авторы опубликовали в статье в журнале Science. Физикам удалось при помощи электрического ..
2014-07-04 1776 0 Научные открытия
0
Графен помог покрыть металлы и алмазы нанотрубками
Группе американских исследователей удалось найти способ выращивания углеродных нанотрубок на листе графена. Их открытие позволяет покрывать плотным лесом из вертикально ориентированных нанотрубок материалы, которые ранее не допускали подобную операцию. Подробное описание методики приводится на страницах ..
2013-05-30 1973 0 Научные открытия
0
Графен поможет заново определить единицу силы тока
Британские физики разработали первый одноэлектронный насос на основе квантовой точки, выполненной из графена. Установка, собранная группой ученых из Национальной физической лаборатории (NPL) и Кембриджского университета, описана в статье в Nature Nanotechnology. Обзор публикации приводит Phys.org.Одноэлектронный насос ..
2013-05-16 1575 0 Научные открытия
0
Ученые показали танцующие атомы кремния
Физики из Национальной лаборатории Оук-Ридж запечатлели «танцующие» атомы кремния. Статью об этом ученые опубликовали в журнале «Nature» Краткое содержание статьи доступно, в пресс-релизе на сайте лаборатории. Там же размещено видео (.mov) «танца». Ученые продемонстрировали необычное поведение частиц, поместив ..
2013-04-4 2168 0 Научные открытия
4
В лаборатории Новоселова обнаружили самозалечивание графена
Исследователи под руководством нобелевского лауреата Константина Новоселова засняли процесс спонтанного восстановления дыр в графене. Работа ученых пока не принята к публикации, но ее препринт уже появился в архиве Корнельского университета. Кратко содержание работы пересказывает блог Technology ReviewАвторы создали с помощью ..
2012-07-10 1443 0 Научные открытия
0
Учёные предложили графан для транспортировки водорода
Физики из Троицка изучили материал, способный адсорбировать водород в значительных количествах, намного превышающих критерии Министерства энергетики США. В перспективе открытие может быть полезно для более выгодной транспортировки водорода, который становится всё более популярен в качестве альтернативного ..
2012-09-2 1767 0 Научные открытия
0
Ученые изучают магнитные свойства графена
Уже прошло около трех лет с момента открытия графена - нового материала, способного изменить мир благодаря своей беспрецедентной прочности, гибкости и проводимости. Сейчас ученые начали исследовать наличие магнетизма у материала, которое может революционизировать свое применение в ряде ..
2014-01-06 2224 0 Научные открытия
0
Графеновые полоски оказались раем для «баллистических» электронов
Международная группа исследователей обнаружила, что полоски графена проводят электрический особым образом. Сами исследователи назвали такой режим токопроводности «баллистическим». Статья ученых появилась в журнале Nature. Объектом исследования выступали полоски графена шириной 40 нанометра, выращенные на карбиде ..
2014-02-06 1589 0 Научные открытия
0
Физики создали плазмонный графеновый чип
Физики из Массачусетского технологического института создали электронную схему, которая позволяет управлять плазмонными волнами с помощью комбинации графена и ферроэлектрических материалов. Эксперименты ученых показали принципиальную возможность создания вычислительных устройств с очень высокими рабочими частотами и при этом ..
2013-06-22 1958 0 Научные открытия
0
Специалисты CERN впервые записали спектр антиводорода
Знаковый эксперимент по изучению антиматерии провели физики, работающие в коллаборации ALPHA на Большом адронном коллайдере (БАК). Учёные впервые в мире научились определять свойства антивещества, изучать структуру атомов антиводорода. Напомним, что в мае 2011 года специалисты рапортовали о рекордном удержании ..
2012-03-12 2414 0 Научные открытия
0
Физики нашли бозон Хиггса
Физики установили факт существования бозона Хиггса - недостающего элемента в цепочке объяснения мироздания, сообщает РИА Новости. По данным агентства, в блогах ученых об этом говорится как о свершившемся факте, участник исследований, сотрудник НИИ ядерной физики МГУ Эдуард Боос сказал, что после ..
2012-06-19 3465 2 Научные открытия
1
Ученые усомнились в реальности борофена
Две группы химиков пришли к противоположным выводам о возможности существовании аналога графена, составленного из атомов бора. Ученым из Университета Брауна и китайского Университета Цинхуа удалось получить молекулу, напоминающую фрагмент такого вещества; ученые из МФТИ и Нанкинского университета ..
2014-02-06 1453 0 Научные открытия
0
Американские физики научились получать небывалую температуру
Американские физики попали в Книгу рекордов Гиннесса. Во время эксперимента им удалось получить вещество, разогретое до 4 триллионов градусов Цельсия — это в 250 тысяч раз больше, чем температура в центре Солнца! Учёные сталкивали в коллайдере разогнанные почти до скорости света ядра атомов золота. ..
2012-06-26 3987 0 Научные открытия
1
Физики впервые засняли электрический ток в графене
Ученые из Мельбурнского университета впервые засняли движение электронов в графене. Понимание поведения токов в сверхтонких материалах поможет в разработке эффективных устройств на их основе. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.Электронные устройства следующего поколения, разрабатываемые на основе графена и других сверхтонких ..
2017-04-30 22589 0 Научные открытия
0