Электроны в графене иногда ведут себя как жидкие кристаллы

11 августа 2011 года

Международная команда физиков под руководством нобелевских лауреатов Андрея Гейма и Константина Новоселова открыла, что электроны в двойном слое графена под действием магнитного поля ведут себя наподобие жидких кристаллов, сообщается в статье ученых, опубликованной в журнале Science.

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. За исследования уникальных физико-химических свойств графена работающие в Великобритании выходцы из России Новоселов и Гейм получили Нобелевскую премию 2010 года по физике.

Коллектив физиков из Великобритании, Нидерландов и России, возглавляемый этими учеными, изучил поведение электронов в двойном слое высокочистого, не содержащего примесей, графена под действием магнитных полей в условиях низких температур.

Как правило, при низких температурах электроны в проводниках без примесей движутся упорядоченно, без образования каких-либо структур, напоминая однородный поток жидкости.

Исследователи выяснили, что поведение электронной "жидкости" в двухслойном графене в пределах нескольких десятков градусов выше абсолютного нуля в магнитном поле можно уподобить так называемым нематическим жидким кристаллам. Такие кристаллы по своему строению похожи на набор тонких нитевидных линий, свойства которых различны в зависимости от ориентации в пространстве.

Полученный результат оказался тем более неожиданным, что таких эффектов для графена ранее не обнаруживалось, отметили авторы работы. Необычные свойства графена, открытые различными группами ученых ранее, позволяют надеяться на их применение в различных устройствах; впрочем, о возможном использовании "жидкокристаллических" свойств графена на практике авторы нового открытия пока не сообщают.