Флексоэлектрический эффект позволяет управлять свойствами графена

Согласно расчетам физиков-теоретиков из хьюстонского Университета Райса, самым естественным способом контроля за электрическими свойствами графена может стать его сгибание или сворачивание фунтиком.

Идеальный графен – лист углерода толщиной в один атом – это проводник, и электрические заряды атомов сбалансированы по его длине. Сгибание графена сжимает электронные облака связей на вогнутой стороне и растягивает на выпуклой. Таким образом, изменяется электрический дипольный момент, определяющий, как поляризованные атомы взаимодействуют с внешним электрическим полем.

«Хотя дипольный момент равен нулю для плоского графена и цилиндрических нанотрубок, есть еще промежуточное семейство конусов, практически получаемых в лабораториях, чьи дипольные моменты явно выражены и линейно масштабируются с длиной конуса», – отметил Борис Якобзон (Boris Yakobson) из Университета Райса.

Сотрудники его лаборатории вместе с коллегами из МФТИ использовали теорию функционала плотности для расчета дипольных моментов индивидуальных атомов решетки графена и оценки их кумулятивного действия. Они предположили, что тем же способом можно рассчитывать данный – флексоэлектрический – эффект и для более сложных форм, таких как смятые листы или искаженные фуллерены.

Результаты вычислений флексоэлектрического эффекта для графена, свернутого в конус любого размера, приводятся в статье, опубликованной в Journal of Physical Chemistry Letters.