ГЛАВНАЯ » 2011 » Январь » 26 » УЧЕНЫЕ ОТКРЫЛИ НОВОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ, НЕ ИМЕЮЩЕЕ АНАЛОГОВ
12:07
УЧЕНЫЕ ОТКРЫЛИ НОВОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ, НЕ ИМЕЮЩЕЕ АНАЛОГОВ
26.01.2011 год Графен — необычная аллотропная модификация углерода, состоящая всего из одного слоя атомов, уже не раз обнаруживала все новые и новые неожиданные свойства
В журнале Science опубликована статья, подписанная
межинститутской группой американских ученых под руководством Майкла
Кромми, сотрудника отдела материаловедения в Национальной лаборатории
имени Лоуренса в Беркли и профессора физики в Калифорнийском
университете в Беркли. Ученые сообщают о создании псевдомагнитных полей,
намного больших по силе, чем любые магнитные поля, когда-либо
получаемые в лабораторных условиях — и все это лишь приложением
механического напряжения к листу графена. «Мы экспериментально
показали, что тогда, когда графен растягивается с образованием
нанопузырей на платиновой подложке, электроны в нем ведут себя так, как
если бы они были подвержены действию магнитного поля индукцией свыше 300
тесла — хотя никакое магнитное поле к ним не прикладывалось», — пишет
Кромми. «Это совершенно новое физическое явление, не имеющее аналогов».
Текущий рекорд для полученного в лаборатории традиционным путем
постоянного магнитного поля — 85 тесла, выше магниты просто разрушаются
сами собой. В данном случае никакого магнитного поля нет, но
электроны все равно ведут себя так, как будто к ним приложено магнитное
поле с невероятной индукцией в сотни тесла — в десятки миллионов раз
сильнее магнитного поля Земли. Сама идея появления
псевдомагнитных полей при деформации графена была высказана теоретиками
совсем недавно — в начале 2010 года испанский физик Франциско Гинеа из
Мадридского института материаловедения предсказал, что при растягивании
графена по трем кристаллографическим направлениям электроны в нем будут
вести себя подобно электронам в сильном магнитном поле. Причиной этого
является изменение длины связей между атомами и, следовательно, движения
свободных электронов между ними. Гинеа также является одним из авторов
данной работы. В классической физике электроны в
магнитном поле двигаются по циклотронным орбитам, имеющим форму
окружности. В квантовой механике, однако, циклотронные орбиты
квантуются, делясь на дискретные энергетические уровни (уровни Ландау).
Количество электронов на каждом уровне зависит от силы магнитного поля —
чем сильнее поле, тем на более высокие уровни «забираются» электроны и
тем больше электронов на каждом уровне. Именно это и происходит в
деформированном графене, но без магнитного поля. Это
удивительное явление было открыто почти случайно, при исследовании слоев
графена на платиновой подложке с помощью сканирующего туннельного
микроскопа. Обнаружив аномальные изменения электрического тока в
графене, Кромми показал их теоретику из Бостонского университета Антонио
Кастро-Нето, находившемуся в лаборатории имени Лоуренса совершенно по
другому вопросу. Микроскопия показала появление на поверхности
графена нанопузырей — треугольных деформаций, похожих по форме на
маленькие пирамидки высотой от четырех до десяти нанометров. Нарушение
плотности электронных состояний было связано именно с ними. Эффект
проявляется даже при комнатной температуре. Данная работа
открывает широчайшие перспективы в науке и технологии, обещая множество
важнейших практических приложений и фундаментальных научных открытий — и
все это благодаря необычным свойствам графена. Кроме Кромми,
Гинеа и Кастро-Нето, авторами работы являются Нив Леви, Сара Берк, Кэси
Микер, Мелисса Панласигви и Алекс Зеттль. Работа была профинансирована
Управлением по науке Министерства энергетики США и
Научно-исследовательским управлением ВМС США.
Просмотров: 517 |
Добавил: Alex
| Теги:
| Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ РЕГИСТРАЦИЯ | ВХОД ]
