Глава 1. История изобретения

Оглавление

Введение. 3

Глава 1. История изобретения. 4

Глава 2. Производство. 6

Глава 3. Структурные особенности графена. 11

3.1 Структура границы графена. 11

3.2 Структурные дефекты графена. 12

3.3 Нарушения плоской структуры графена. 13

Глава 4. Свойства графена. 15

4.1 Теплопроводность. 16

4.2 Подвижность. 17

4.3 Графеновые наноленты.. 18

4.4 Квантовый эффект Холла. 20

Глава 5. Применение графена. 22

5.1 Графеновая подложка. 22

5.2 Прозрачные проводящие покрытия. 23

5.3 Графеновые транзисторы.. 24

5.3.1 Жидкие графеновые транзисторы.. 26

5.4 Графеновая память. 27

5.5 Графеновая батарея. 28

5.6 Потенциальные области применения графена. 30

Заключение. 32

Список использованных источников. 33

Введение

Прозрачная голубая полоска на столе работает будильником. Она же показывает расписание на день, в машине развертывается в экран навигатора, на работе превращается в ноутбук, а вечером на ней можно смотреть кино. Авторы ролика об универсальном гаджете будущего, ученые из южнокорейского университета Сонгюнгван убеждены, что он будет создан в ближайшие 10 лет благодаря графену, самому тонкому во Вселенной материалу с уникальными электронными свойствами.

Графен – двумерный кристалл, состоящий из атомов углерода, выстроенных в гексагональную решетку. Миллиарды таких слоев образуют графит, из которого делают грифели для карандашей. В возможность отделить один слой никто не верил. Семьдесят лет назад Лев Ландау и Рудольф Пайерлс доказали, что таких материалов существовать не может: силы взаимодействия между атомами должны смять их в гармошку или свернуть в трубочку. Графен оказался исключением из этого правила. Это самая тонкая материя, которую мы когда-либо получали или получим. Бесполезно пытаться строгать и пилить в попытках создать что-то еще тоньше — этот рекорд уже никогда не побить. В этом и состоит одно из самых интересных качеств графена. Именно за «революционные эксперименты, исследующие двумерное вещество графен» двум выходцам из России — физикам Андрею Гейму и Константину Новоселову была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год.

Глава 1. История изобретения

Андрей Гейм научил Новосёлова часть рабочего времени обязательно уделять так называемым Friday evening experiments — пятничным экспериментам на скорую руку, которые то ли получатся, то ли нет. Сам Гейм, например, левитировал лягушку (за опыты по подвешиванию лягушки в магнитном поле Андрей Гейм получил в 2000 году «Игнобелевскую премию», присуждаемую за открытия, которые «сначала заставляют смеяться, а потом задуматься»).

Графен тоже начался с такого пятничного эксперимента. Вначале Андрей собирался сделать тонкие слои висмута, потом учёные переключились на графит. Взяли китайского студента, дали ему кусок хорошего графита и задание сделать его как можно тоньше. Он допилил его до 50 микрон, дальше графит крошился в пыль. Несколько исследовательских групп использовали методы расщепления графена и получали тонкие графитовые плёнки. Но плёнки даже в 20 атомных слоев ведут себя, в общем, так же, как обьёмный графит, поэтому настоящий прорыв возник только тогда, когда были получены однослойные плёнки графена, достаточно большие для изучения традиционными методами. Решение пришло, когда Константин Новосёлов наблюдал за работой специалиста соседней лаборатории, который налаживал сканирующий туннельный микроскоп. Скотч отрывает графитные слои, оставляя абсолютно гладкую поверхность. Ленту выбрасывают вместе с тем, что к ней прилипло. «За то, что мы ее подобрали и исследовали, нас обозвали garbage scientists — мусорными учеными», — смеется Новоселов. Склеивая и разлепляя ленту с хлопьями графита несколько раз, Новоселов получил то, что считалось невозможным, — слои графита толщиной в один атом. Их площадь достигала одного квадратного миллиметра: этого более чем достаточно, чтобы перенести графен на подложку и исследовать механические и электронные свойства: с ним можно делать то же самое, что с обычной салфеткой: сгибать, сворачивать, растягивать. К тому же, это самый прочный материал на Земле.

Дата добавления: 2015-10-13