Графен признан самым прочным материалом на Земле

Транзисторы всего в один атом толщиной и менее чем в 50 атомов шириной открывают возможности для создания нового вида компьютерных чипов, которые компактнее и быстрее кремниевых. В отличие от кремния, графен стабилен и проводит электрический ток при толщине всего несколько нанометров – прочные связи между атомами углерода удерживают структуру даже при комнатной температуре, когда кремний окисляется и разлагается.

Пользуясь этими преимуществами графена, группа из Манчестера создала транзисторы, в которых две узкие полоски графена (по сути, электрические проводники) окружают центральную «квантовую точку» — берьер, управляющий потоком электронов, который в данном случае тоже изготовлен из графена. Такие транзисторы можно использовать для точного управления электрическим током при комнатной температуре.

Графеновые транзисторы уже получали в Калифорнийском университете в Беркли и в компании AMO в Аахене (Германия). Однако исследователи из Манчестера утверждают, что эти транзисторы — основанные на идеях, которые они сами же предложили при открытии графена три года назад, — были «текущими»: ток продолжал протекать через них даже тогда, когда транзистор должен быть закрытым.

По словам другого члена манчестерской группы, Леонида Пономаренко, для создания новых транзисторов ученым пришлось попотеть: «Сегодня нет технологии, позволяющей точно вырезать отдельные элементы нанометрового размера. Мы сужали полоски графена до ширины в несколько нанометров, опираясь исключительно на случай».


Графен проводит электрический ток с минимальным сопротивлением, а его жесткость
позволяет применять этот материал для получения легких и прочных композитов на основе полимеров. Но самым удивительным является одно из простейших свойств графена — он образует идеально плоские листы. Теоретически флуктуации температуры должны приводить к тому, что любой совершенный двухмерный кристалл будет выбиваться из плоскости с энергией вибрации, достаточной для разрыва связей. Ученые подозревали, что графен проявляет свойства стабильности и идеальной плоскости только тогда, когда закреплен на подложке.
Однако в вышедшем на этой неделе номере журнала Nature Эндрю Гейм и его коллеги высказали предположение, что плоский лист на самом деле рифленый; мелкие складки кристаллов графена делают листы трехмерными. Это позволяет добавить в растущий перечень потенциальных приложений графена фильтры из тонких мембран с ячейками атомарного размера.

Но самые замечательные приложения нового материала относятся к области электроники, утверждает профессор Гейм. По его словам, из всех предполагаемых заменителей кремния «только у графена есть реальный шанс».

Российских ученых нынешнее присуждение нобелевки очень удивило.

- Эти же задачи еще в 1960-х годах решали наш известный физик-теоретик Альберт Тавхелидзе и итальянец Никола Кабиббо, - возмущается главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Валерий РУБАКОВ. - Они по праву должны были быть включены в число награжденных, но про них «забыли». Альберт Никифорович, услышав сообщение из Стокгольма, был сегодня очень подавлен и ни с кем не разговаривал - переживал, наверное. Хотя номинация по физике - самая успешная для российской науки, поскольку в ней нас называли лауреатами десять раз...