Чем заменить графен? Варианты

У графена появился соперник по имени графин. Это тоже одноатомная углеродная пленка, но имеющая другую кристаллическую структуру. Графин теоретически изучают с начала восьмидесятых годов, но до сих пор не рассматривали в качестве замены графену. Считалось, что графеновая сеточка, каждая из ячеек которой представляет собой правильный шестиугольник, именно благодаря своей кристаллической структуре обладает уникальными электронными свойствами – энергетические уровни электронов и валентности здесь таковы, что приводят к появлению особых квантовых состояний, называемых "конусами Дирака". Это, в свою очередь, переводит электроны в ранг безмассовых частиц, кинетическая энергия которых пропорциональна не квадрату скорости, как у массивных частиц, а их величине. Иначе говоря, при одной и той же энергии электрон в "безмассовом" состоянии мчится намного быстрей, чем в обычном. Это свойство графена ученые надеются использовать в новой сверхбыстрой электронике.

Тем не менее, новые компьютерные симуляции, проведенные группой германских исследователей, показали, что графины тоже могут похвастаться наличием "конусов Дирака" и, следовательно, сверхбыстрыми электронами.

Графины могут иметь разные кристаллические структуры, и у трех из них, тех, которые были проверены германской группой на компьютере, то есть у α-графина, β- графина и 6,6,12-графина, были обнаружены "конусы Дирака", ставящие их по электронным свойствам в один ряд с графеном. Больше того, у 6,6,12-графина обнаружилось очень ценное для электроники свойство, которым графен не обладает, – ток через него может течь только в одну сторону. Похоже, что если когда-нибудь будет получен 6,6,12-графин, его будут использовать вместо графена.

Графин был получен в лаборатории всего один раз, и тот материал имел совсем другую кристаллическую структуру, чем просчитанные германским компьютером. Но все еще впереди. Один из авторов исследования Андреас Гёрлинг, химик-теоретик из Университета Эрланген-Нюремберг, надеется на то, что его работа подвигнет специалистов в синтетической химии создать 6,6,12-графин и проверить предсказанные свойства.