МОСКВА, 20 февраля. /ТАСС/. Ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ выявили неизвестные ранее свойства графена. Как рассказали ТАСС в МИФИ, исследование позволит в обозримом будущем перейти от кремниевой электроники к углеродной, которая значительно дешевле и надежнее.
Ученые из Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике (ИНТЭЛ) МИФИ Михаил Маслов и Константин Катин выяснили, как механические деформации влияют на электронные свойства и адсорбционную способность графена и родственных углеродных наноструктур. "Мы установили, что электронные свойства таких углеродных структур меняются при прикладывании механических напряжений, - рассказал профессор Катин. - Как оказалось, из одного и того же материала можно получать и проводники, и диэлектрики, и полупроводники - просто прикладывая к нему разные механические напряжения. Это открывает возможности для перехода от распространенной сейчас кремниевой электроники к полностью углеродной, так как все необходимые электронные элементы могут быть получены на основе углерода".
Графен - самый известный, ходовой, дешевый и перспективный двухмерный материал, обладающий выдающимися свойствами: проводимостью, механической прочностью и химической стойкостью. Графен гораздо прочнее стали, и в то же время, имея толщину всего в один атомарный слой графита, отлично растягивается: подсчитано, например, что гамак из графена может выдержать кошку. Перспективы применения графена весьма широки: в качестве проводящих наноэлементов высокочастотных транзисторов, солнечных батареях, сенсорах, суперконденсаторах. Кроме того, он интересен еще и как платформа для получения множества других углеродных материалов, таких как диаман, колонный графен и др.
Идеальный графен можно растянуть даже на 20%, но для прикладных целей интересны не экстремальные, а умеренные растяжения, гарантирующие устойчивость материала и изготовленных из него устройств. Обычно для углеродных материалов предел устойчивости составляет 10-15%, но безопасное, то есть не меняющее его свойств растяжение, составляет примерно 5-6%. Растягивая углеродные материалы в этих пределах, как выяснили ученые МИФИ, оказывается, можно переходить от металлических свойств к полупроводниковым и диэлектрическим и обратно.