Графен
From Wikipedia, the free encyclopedia
Графе́н (англ.: graphene) — вуглярод у форме слаёў таўшчынёй у адзін атам, размешчаных у выглядзе сота-падобнай рашоткі. Больш дакладна, графен — гэта двухмерная алатропная мадыфікацыя вугляроду, утвораная слоем атамаў вугляроду таўшчынёй у адзін атам, якія знаходзяцца ў sp²-гібрыдызацыі[ru] і злучаюцца σ- і π-сувязямі ў гексаганальную[ru] двухмерную крышталічную рашотку. Яго можна ўявіць як адну плоскасць графіту, аддзеленую ад аб’ёмнага крышталя. Па ацэнках, графен мае вялікую механічную жорсткасць[ru] і рэкордна вялікую цеплаправоднасць (~1 ТПа[1] і ~5×103 Вт·м−1·К−1[2] адпаведна). Высокая рухомасць[ru] носьбітаў зараду (максімальная рухомасць электронаў сярод усіх вядомых матэрыялаў) робіць яго перспектыўным матэрыялам для самых розных прымяненняў, у тым ліку, у якасці будучай асновы нанаэлектронікі[ru][3] і магчымую замену крэмнію ў інтэгральных мікрасхемах.
Адзін з існуючых у цяперашні час спосабаў атрымання графена ва ўмовах навуковых лабараторый[4][5] заснаваны на механічным адшчапленні ці адлушчэнні графітных слаёў ад высокаарыентаванага піралітычнага графіту[ru]. Ён дазваляе атрымліваць найболей якасныя ўзоры з высокай рухомасцю носьбітаў. Гэты метад не прадугледжвае выкарыстання маштабнай вытворчасці, бо гэта ручная працэдура. Іншы вядомы спосаб — метад тэрмічнага раскладання падложкі карбіду крэмнію[ru][6][7] — значна бліжэй да прамысловай вытворчасці. З 2010 года даступныя лісты графена метровага памеру, вырашчаныя метадам хімічнага асаджэння з газавай фазы[ru][8].
З-за асаблівасцей энергетычнага спектра[ru] носьбітаў графен праяўляе спецыфічныя[9], у адрозненне ад іншых двухмерных сістэм[ru], электрафізічныя ўласцівасці. Пазней былі атрыманы аналагічныя двухмерныя крышталі крэмнію (сіліцэн[ru]), фосфару (фосфарэн[ru]), германію (германен[ru]).
За «перадавыя вопыты з двухмерным матэрыялам[ru] — графенам» А. К. Гейму і К. С. Навасёлаву была прысуджана Нобелеўская прэмія па фізіцы за 2010 год[10][11]. У 2013 годзе Міхаіл Кацнельсон[ru] узнагароджаны прэміяй Спінозы[ru] за распрацоўку базавай канцэпцыі і паняццяў, якімі аперыруе навука ў галіне графена[12].