История графена

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Графен
См. также: Портал:Физика
Рис. 1. Идеальная кристаллическая структура графена представляет собой гексагональную кристаллическую решётку

В 1859 году химик Бенджамин Броуди (англ. Benjamin Brodie) впервые испытал действие сильных кислот на графите, получил суспензию кристаллов оксида графена. Доказательства малой толщины этих кристаллов были получены только в 1948 году после эксперимента Дж. Руесса (англ. G. Ruess) и Ф. Фогта (англ. F. Vogt), которые использовали просвечивающий электронный микроскоп. Хотя эти кристаллы были не чистым графеном и их толщина составляла несколько нанометров, в последующих работах Ульриха Хоффмана (англ. Ulrich Hofmann) и Ханса-Питера Бёма (англ. Hanns-Peter Boehm) было показано, что при восстановлении оксида графита попадаются также фрагменты графита атомарной толщины.[1] В 1986 году Бём с коллегами предложил термин графен для обозначения монослойного графита. Первые графеновые слои, выращенные на металлических подложках Ru, Rb, Ni, были получены в 1970 году Джоном Грантом (англ. John Grant) и Блэкли (англ. Blakely)[2][3].

Транспортные измерения на плёнках с десятками слоёв провёл в 1997—2000 годах Ёсико Охаси (англ. Yoshiko Ohashi), он продемонстрировал эффект электрического поля на сопротивление плёнок и измерил осцилляции Шубникова — де Гааза[2]. Впервые транспортные свойства графена с 2004 года[4] изучались в Манчестерском университете под руководством Андрея Гейма. В статье Константина Новосёлова в журнале «Science» от 2004 года были показаны основные электрические транспортные и магнетотранспортные свойства графитовых плёнок толщиной в несколько атомарных слоёв, продемонстрированы эффект поля и полевой транзистор на основе Si/SiO2, ставший основной структурой для последующих транспортных исследований. Позже в 2005 году та же группа измерила квантовый эффект Холла[5], доказали линейность энергетического спектра графена и применимость уравнения Дирака к носителям тока в графене[6]. Последнее примечательно тем, что открыло возможность изучать аналогичные эффекты квантовой электродинамики в лаборатории на столе[7].

Простой метод получения образцов графена, предложенный в работе 2004 года[4], позволил сотням лабораторий по всему миру включиться в исследования уникальных свойств графена[8][9]. Работа 2004 года с тех пор была процитирована более 10 000 раз согласно Google Scholar[10]. Эта статья вошла в список сотни статей с наибольшим числом цитирований[11]. За исследования свойств графена Андрей Гейм и Константин Новосёлов получили Нобелевскую премию по физике за 2010 год[12].

Примечания[править | править код]

  1. Хотя метод, основанный на относительном ПЭМ-контрасте, и не даёт атомарного разрешения
  2. 1 2 Гейм, 2011, с. 1293.
  3. Geim & Novoselov, 2007.
  4. 1 2 Novoselov et. al., 2004.
  5. Группа Филиппа Кима независимо исследовала этот эффект.
  6. Novoselov et. al. Nature, 2005.
  7. Castro Neto et. al., 2009.
  8. Новосёлов, 2011.
  9. Andrei, 2012.
  10. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Дата обращения: 17 октября 2012.
  11. Noorden R. van et al. The top 100 papers (англ.) // Nature. — 2014. — Vol. 514. — P. 550—553. — doi:10.1038/514550a.
  12. The Nobel Prize in Physics 2010 (англ.). NobelPrize.org. Дата обращения: 8 января 2011. Архивировано 23 января 2012 года.

Список литературы[править | править код]