Юный техник, 2007 № 11 | страница 8

Илья ЗВЕРЕВ

Слово «графен» впервые прозвучало только в XXI веке. Так называется еще одна, четвертая, форма углерода. Точнее, графен (graphene, С_>62Н_>20) — это получаемая из графита углеродная стружка, точнее, пленка толщиной всего в один атом.

Этот материал был открыт в 2001 году совместными усилиями физиков из Манчестерского университета (Великобритания) под руководством Андре Гейма и российского Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов в Черноголовке под руководством Константина Новоселова. Получают его, механически срезая верхний слой графитового блока и разделяя его на атомарные монослои с помощью лазера.

Так выглядит графеновый транзистор при сильном увеличении.

Три традиционные формы углерода — алмаз, уголь, графит.

Профессор Андре Гейм надеется, что этот материал сулит подлинную революцию в нанотехнологии: он достаточно прочен, гибок и стабилен. Кроме того, графен хорошо проводит ток, и это позволяет делать из него микропроводники.

Первые сообщения профессора о том, что ему удалось получить графитовую пленку толщиной в один атом, были встречены весьма сдержанно, многие коллеги отнеслись к работе профессора с откровенным недоверием.

Однако благодаря поддержке ученых из других стран, в частности из России, период недоверия позади. Ученые со всего мира наведываются в лабораторию профессора, чтобы на месте понять, как именно делаются графитовые пленки. Ведь они открывают путь к новой молекулярной электронике — сверхбыстрым транзисторам, суперкомпактным переключателям.

Физикам из Манчестерского университета в 2004 году удалось изготовить первый графеновый транзистор толщиной всего в один и шириной менее полусотни атомов. Он работает, используя принцип «кулоновской блокады». Помещенный в узком (меньше 10 нм) проходе, электрон действует как своеобразная пробка, преграждая путь другим электронам. В результате получается очень быстрый переключатель, управляемый небольшим напряжением.

Любопытно, что, по теории, идеально плоские двухмерные кристаллы стабильными быть не должны. Удары окружающих молекул газа их как бы «расплавляют». Но оказалось, что подвешенные на металлической сетке листы графена плоскими не остаются, а покрываются своего рода ребрами жесткости — «гофрами» высотой около 1 нм и длиной порядка 25 нм. Такое «гофрирование» делает материал устойчивым к внешним воздействиям.