Графен

2 Гру 2021, 10:14

Графен — двовимірний матеріал, одна з алотропних форм вуглецю, моноатомний шар атомів вуглецю із гексагональною структурою. Графен був відкритий у 2004 Андрієм Геймом та Костянтином Новосьоловим із Манчестерського університету. За це відкриття Гейм та Новосьолов були нагороджені Нобелівською премією з фізики за 2010.

Основною особливістю чистого графену — двовимірної модифікації вуглецю — є відсутність у ньому забороненої зони, ширина якої дорівнює нулю.

Загальна характеристика графену

Графен схожий за своєю будовою на окремий атомний шар у структурі графіту — атоми вуглецю утворюють стільникову структуру з міжатомною відстанню 0,142 нм. Без опори графен має тенденцію згортатися, але може бути стійким на підкладці. До того, графен був отриманий також без підкладки у вільному підвішеному стані, розтягнутий на опорах.

Графен можна уявити у вигляді «розгорнутої» вуглецевої нанотрубки. Підвищена мобільність електронів переводить його в розряд найперспективніших матеріалів для наноелектроніки.

Особливістю графену є його зонна структура із законом дисперсії, що за формою є аналогічним закону дисперсії релятивістських квантових частинок. Елементарні збудження в графені описуються рівняннями аналогічними рівнянню Дірака.

Оскільки з моменту одержання графену пройшло небагато часу, його властивості поки що вивчені не дуже добре. Але перші цікаві результати експериментів вже є.