Волны в графене

http://issp.ras.ru/Control/Inform/perst/perst.htm#L_9_20_12

Волны в графене

Графен (монослой из атомов углерода) в реальности не является абсолютно плоским. На нем имеется “рябь” [1] (рис.1). Сотрудники Univ. of California, Riverside (США) показали [2], что в графеновой мембране можно создавать периодические структуры из параллельных друг другу “волн” (рис.2) и контролируемым образом изменять как ориентацию этих волн, так и их амплитуду (0.7 ¸ 30 нм) и длину волны (370 ¸ 5000 нм).

Волны появляются и исчезают при термоциклировании из-за различия коэффициентов линейного расширения графена (у которого он отрицательный, как у воды в некотором небольшом диапазоне температур) и кремниевой подложки, в которой проделана покрытая мембраной канавка. При охлаждении от температуры T₀ ≈ 700 К подложка сжимается, а графен расширяется, что ведет к возникновению в нем сжимающих напряжений, которые и приводят к формированию периодической волнистой структуры. Параметры этой структуры определяются величиной T₀. Интересно, что все полученные в [2] результаты находят количественное объяснение в рамках обычной классической теории упругости. Теория (теперь уже квантовая) предсказывает, что чередование в волнистой структуре растянутых и сжатых связей С-С должно приводить к появлению в электронном спектре графена (бесщелевого полупроводника) запрещенной энергетической зоны, что и требуется для изготовления из графена различных наноэлектронных устройств – просто путем его деформации.

Л.Опенов

1. A.Fasolino et al., Nature Mater. 6, 858 (2007).

2. W.Bao et al., Nature Nanotech. 4, 562 (2009).