Учёные смоделировали материал, способный превзойти графен

Смоделированный 6,6,12-графин обладает прямоугольной симметрией, в отличие от гексагонально-симметричного графена (иллюстрация D. Malko et al., Phys. Rev. Lett.).

Новое вещество пока ещё существует только в компьютере, однако уже известно, что оно превосходит по свойствам столь популярный ныне графен. Название у новичка странное для уха русскоговорящего человека – соединение назвали "графин" (graphyne).

Вещество смоделировали исследователи из университета Эрлангена-Нюрнберга (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg). Оно, как и графен, представляет собой однослойную решётку из атомов углерода.

Атомы в графене соединены одинарными и тройными связями. Структура материала представляет собой сетку из правильных шестиугольников. В графине присутствуют только двойные и тройные связи. Его структура имеет неограниченное число вариантов.

Наиболее интересной характеристикой графена является его электропроводность. Энергетические уровни электронов проводимости представляют собой "конусы Дирака". Это позволяет им перемещаться с энергией, прямо пропорциональной импульсу. В результате электроны движутся очень быстро, будто являются безмассовыми частицами, отмечает Science.

В случае графина, по крайней мере, для одной из моделей материала (6,6,12-графин) было установлено, что энергетические уровни электронов проводимости образуют искажённые "конусы Дирака". Такое изменение в геометрии приводит к возможности материала проводить ток только в одном направлении.

Это свойство вкупе с высокой проводимостью может способствовать появлению более быстрых транзисторов и других электронных устройств, основанных на использовании одностороннего тока.

Однако графин пока не существует в природе, лишь в "воображении" компьютерной программы — учёные разрабатывают всевозможные модели строения материала. В дальнейшем физики надеются синтезировать этот интересный материал, что может привести к прорыву в области электроники.

Более подробную информацию о графине можно найти в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.