Он должен обладать более перспективными электрическими свойствами, пригодными для создания электронных устройств, чем графен.
Несколько последних лет в научных исследованиях, посвященных графену, наблюдается настоящий бум. Однако результаты компьютерного моделирования показали, что материал под названием графин (graphyne) должен обладать более перспективными электрическими свойствами, пригодными для создания электронных устройств, чем графен.
Углеродная решетка 6,6,12-графина
Как и графен, графин состоит из атомов углерода, соединенных в кристаллическую решетку толщиной в один атом. Различие между этими материалами в том, что кристаллическая решетка графина имеет более сложную форму – помимо двойных межатомных связей она содержит еще и тройные связи. Компьютерные исследования группы ученых из университета Эрлангена-Нюрнберга (University of Erlangen-Nuremberg) показали, что некоторые типы графиновых структур позволяют электронам перемещаться только в одном направлении, чем не может похвастаться графен.
У графина энергия электронов проводимости прямо пропорциональна их количеству движения. Энергетические уровни электронов в трехмерном пространстве имеют форму т.н. конусов Дирака. За счет этого уникального явления электроны проводимости ведут себя так, как если бы они не имели массы, что позволяет им перемещаться со скоростями, близкими к скорости света.
Компьютерные модели графина-6,6,12 показывают, что за счет существования тройных связей электроны могут передвигаться по кристаллической решетке графина быстрее, чем в графене. Следовательно, графин должен обладать ещё большей электропроводностью. Кроме того, кристаллическая решетка графина-6,6,12 за счет возникновения конусов Дирака проводит электрический ток только в одном направлении. Именно это свойство позволит исследователям создавать на основе графина высокоэффективные полупроводниковые элементы – диоды и транзисторы, обладающие превосходными высокочастотными характеристиками. Графину, в отличие от графена, не потребуются легирующие примеси в качестве источников электронов.
Следует заметить, что графин был получен в лаборатории всего один раз, а его кристаллическая структура совершенно отличалась от смоделированной на компьютерах. Однако Андреас Гёрлинг (Andreas Görling), один из авторов этого исследования, надеется на то, что его работа вдохновит ученых на создание 6,6,12-графина, чтобы проверить предсказанные свойства этого вещества.
Источник: Physorg
Читайте также:
Химически модифицированный графен для новой электроники
Нобелевская премия по физике присуждена ученым из России
Великобритания вложит 120 млн долл. в исследования графена
IMEC и ARM: возможно ли сотрудничество?
Технология передачи светового сигнала по кремнию станет массовой
Компания ASML выпускает EUV-оборудование для 16-нм техпроцесса