Открыты новые свойства скрученного графена
Logo
Cover

Материал, состоящий из тонкого слоя атомов углерода, открытый 16 лет назад, продолжает удивлять ученых своими необычными свойствами. Команда физиков из США открыла еще одно — способность так называемого скрученного графена менять проводимость электрического тока под действием инфракрасного света среднего диапазона. Открытие позволит создать новый класс графеновых фотодетекторов высокой чувствительности.

Графен — слой атомов углерода, образующих шестиугольник. Он был синтезирован в 2004 и с тех пор продолжает удивлять ученых своими свойствами и потенциалом. Например, если два листа графена положить один поверх другого, а затем один из них слегка развернуть, получится новая физическая конфигурация, свойства которой будут значительно отличаться от тех, которые имеются у одного или двух слоев.

У так называемого скрученного двуслойного графена возникает муаровый узор, также образующий шестиугольник, но такой, который может состоять из 10 000 с лишним атомов углерода. При этом критически важен угол поворота одного слоя относительно другого. Чем он меньше, тем больше периодичность муара.

В своей статье 2019 года ученые из Университета Йеля показали, что сдвиг на 0,93 градуса заставляет двуслойный графен проявлять как сверхпроводящие, как и изолирующие свойства. В новейшем исследовании они выяснили, как скрученный двуслойный графен взаимодействует со средним диапазоном инфракрасного излучения. В частности, физики определили, как этот свет воздействует на электропроводность электронов в таком графене, пишет Phys.org.

Поведя эксперименты, ученые поняли, что фотоотклик в среднем ИК-диапазоне наиболее силен при сдвиге с углом 1,8 градусов и исчезает при угле менее 0,5 градусов.   

Взаимодействия между светом и материей имеют важное практические применение, например, в фотоэлементах, поясняют ученые. Почти каждый объект излучает инфракрасный свет в виде тепла, и его можно заметить при помощи электронных устройств. Полученные результаты позволяют создать новый класс графеновых фотодетекторов высокой чувствительности.

Летом прошлого года ученые из США сообщили о крупном прорыве в области двумерных материалов. Они совместили слой графена со слоем нитрида бора и установили, что угол поворота между слоями играет важную роль в определении свойств материалов.