Akademik

Когда мы пишем карандашом, на бумаге остаются тонкие чешуйки графита. Некоторые, очень немногие из них имеют толщину всего несколько ангстрем и могут рассматриваться как отдельный моноатомный лист, отделенный от кристалла. Такая двумерная форма углерода называется графеном.

Ранее считалось, что двумерные кристаллы не могут существовать в свободном состоянии, и до 2004 года экспериментально обнаружить их не удавалось [1]. Недавние же исследования показали, что существует целый класс двумерных кристаллов различного химического состава [2]. Удивительно, что электроны в графене могут преодолевать субмикронные расстояния практически без рассеяния (баллистически), хотя пленка графена никак не защищена от окружающей среды. В то время, как электронные свойства традиционных материалов описываются уравнением Шредингера, электронный транспорт в графене описывается уравнением Дирака, и квазичастицы в графене подобны релятивистским частицам с нулевой массой покоя [3, 4].

Необычные электронные свойства данного материала [5] и возможность его химической модификации [6] делают графен многообещающим материалом для целого ряда областей микроэлектроники. Достаточно упомянуть первые, уже реализованные прототипы устройств на его основе: полевые транзисторы с баллистическим транспортом при комнатной температуре, газовые сенсоры с экстремальной чувствительностью [7], графеновый одноэлектронный транзистор [8], жидкокристаллические дисплеи и солнечные батареи с графеном в качестве прозрачного проводящего слоя [9], спиновый транзистор и многие другие.

• Гольдт Илья Валерьевич, к.х.н.
• Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.

1. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V. et al. // Science - 306, 2004 - P. 666
2. Novoselov K.S., Jiang D., Schedin F. et.al. // Proc. Natl. Acad. Sci. - 102, 2005 - P. 10451
3. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V. et al. // Nature - 438, 2005 - P. 197
4. Zhang Y., Tan Y., Stormer H.L. and Kim P. // Nature - 438, 2005 - P. 201
5. Geim A.K., Novoselov K.S.// Nature Mater. - 6, 2007 - P. 183
6. Elias D.C., Nair R.R., Mohiuddin T.M.G. et al. // Science - 323, 2009 - P. 610
7. Schedin F., Geim A.K., Morozov S.V. et al. // Nature Mater. - 6, 2007 - P. 652
8. Ponomarenko L.A., Schedin F., Katsnelson M.I. et al. // Science - 320, 2008 - P. 356
9. Blake P., Brimikombe P.D., Nair R.R. et al. // Nano Lett. 8, 2008 - P. 1704
10. Морозов С.В., Новоселов К.С., Гейм А.К. // тезисы II международного форума по нанотехнологиям Rusnanotech`09, 2009 - С. 444