графен

Термин

графен

Термин на английском

graphene

Синонимы

Аббревиатуры

Связанные термины

графан, нанореактор, 2D, углеродные наноматериалы

Определение

Двумерная форма углерода, состоящая из монослоя его атомов, образующих гексагональную решётку. Графен можно представить как одну атомарную плоскость графита, отделенную от объемного кристалла.

Описание

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.

Авторы

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

Ссылки

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

Иллюстрации

Теги

углерод, 2D-кристалл

Разделы

Углеродные наноматериалы: наноалмазы, углеродные нанотрубки, фуллерены, графен

(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)