Из графена случайно создали материал, появление которого предсказали в 1930-х годах

Созданный в середине 2000-х годов материал графен нашел свое применение в самых разных областях. Но он не перестает удивлять своими необычными свойствами. И даже при самых обычных экспериментах, углеродный материал может помочь создать новые уникальные материалы. Примечательно, что структура графена была предсказана еще в прошлом веке и весьма забавно, что примерно в то же время было выдвинуто предположение о существовании Вигнеровских кристаллов – структур, которые не встречается при стандартных условиях окружающей среды. И вот, группе исследователей из Массачуссетского технологического института удалось при помощи графена создать стабильный Вигнеровский кристалл.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Для начала попытаемся разобраться, что же представляет собой этот самый кристалл. Как отметил один из авторов работы Бикаш Падхи в интервью изданию Science Daily,

«Представьте, что по комнате перемещаются люди и каждый из них носит на себе сферу. Все сферы имеют одинаковый диаметр. При этом если сфера маленьких размеров — люди могут ходить свободно, но чем больше сфера – тем сложнее людям будет ходить и они будут чаще врезаться друг в друга. А теперь замените людей на электроны, а сферы – на их силу отталкивания. Это и будет Вигнеровский кристалл. При обычных условиях электроны почти не взаимодействуют друг с другом, а в форме кристалла при молекулярном сходстве с газом, внешне материал похож на твердое тело.»

Вигнеровские кристаллы наблюдались и ранее, но это было при крайне низких температурах и такие кристаллы существовали очень недолго. Однако при экспериментах с двухслойным графеном (tBLG) физики из MIT обнаружили весьма необычные свойства получившегося материала. Он обладал сверхпроводимостью и переносил электрон с одного слоя на другой. На тот момент способность tBLG «передвигать» внедренный электрон объяснили диэлектрическими свойствами. Но коллеги сотрудников MIT из Университета Иллинойса решили повторить их опыт и изучить материал более подробно.

Предполагаемая структура кристаллов Вигнера из двуслойного графена. На рисунке А критерии построения экспериментально не выполняется, что приводит к переносу электронов. На рисунках B и C показано изображено состояние, когда 2 или 3 электрона находятся в внутри решетки кристалла

Ученые из Университета Иллинойса считают, что двухслойный графен — один из вариантов вигнеровского кристалла и этого состояния удалось добиться благодаря внедрению между двумя слоями графена большего количества электронов. На данный момент изучение нового материала продолжается.

Эту и другие новости вы можете обсудить в нашем чате в Телеграм.