Дебют искусственного графена

Исследователи в Соединенных Штатах создали первые образцы искусственного графена, чьи электронные свойства могут контролироваться способами, неприменимыми в случае натурального материала. Образцы могут быть использованы для изучения фермионов Дирака и, возможно, приведут к созданию новой генерации квантовых материалов и устройств с экзотическим поведением.

Известно, что в графене возбуждаются безмассовые квазичастицы, которые двигаются почти со световой скоростью. Эти квазичастицы называются безмассовыми дираковскими фермионами, и их свойства могут быть использованы, к примеру, в транзисторах.

Новый «молекулярный» графен подобен натуральному за тем исключением, что его фундаментальные электронные свойства могут легче регулироваться. Он был изготовлен с помощью низкотемпературного сканирующего туннельного микроскопа, чей зонд, сделанный из атомов иридия, мог использоваться для индивидуального позиционирования молекул окиси углерода на совершенно гладкой проводящей медной подложке.

Молекулярный графен. Точно расположенные молекулы окиси углерода (черные) «выстраивают» электроны (желто-оранжевые) в почти идеальную сотовую структуру

Как объяснил руководитель исследований Хари Монохаран (Hari Manoharan), окись углерода отражает свободно движущиеся электроны на поверхности меди и заставляет их образовывать сотовую структуру, в которой возникают безмассовые квазичастицы.

Исследователи смогли управлять свойствами квазичастиц в молекулярном графене посредством изменения позиций молекул окиси углерода на медной поверхности. Это деформировало структуру решетки, так что она выглядела как бы сдавленной вдоль нескольких осей. Это приводило к тому, что квазичастицы вели себя так, как будто они находились под воздействием сильного магнитного или электрического поля. 

         Фантомное магнитное поле (красная область)

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365