Исследование ученых ДГТУ по направлению «Физика твердого тела» заключается в моделировании структуры и изменении свойств графена на атомарном уровне.
Ученые работают с компьютерной моделью восстановленного оксида графена, в кристаллическую решетку которого они добавляют дефекты в виде дополнительных атомов и молекул. Далее ученые моделируют новую структуру решетки с дефектами, исходя из основных физических законов, и наблюдают изменение ее электронных, физических, магнитных и оптических свойств. Следующим этапом станет экспериментальная проверка полученных теоретических результатов.
– Если моделирование новой структуры пройдет успешно, у нового материала на основе графена может значительно повыситься механическая прочность, а также улучшатся электронные и оптические свойства, – утверждает доцент кафедры «Физика» ДГТУ Игорь Ершов. – Это позволит создавать новые сверхпрочные материалы, а также миниатюрные устройства с уникальными характеристиками, например, сверхъяркие светодиоды, высокочувствительные фотоприемники, сверхъемкие аккумуляторы, и даже лазеры для квантовых коммуникаций.
Исследование позволит ученым предсказать, какая проводимость будет у новой структуры, каким будет коэффициент поглощения нового материала и поведение кристаллической решетки под воздействием ультрафиолетового излучения и высоких температур. Все это создаст технологические возможности моделировать те или иные специфические свойства графена при его производстве.
Научные публикации ученых ДГТУ по изменениям структуры кристаллической решетки графена представлены по ссылкеГрафен – новый материал, открытый в 2004 году и состоящий из одного слоя кристаллической решетки графита толщиной в 1 атом. Графен в 300 тысяч раз тоньше листа бумаги, обладает структурой полупроводника, но свойства электропроводности у него – как у проводников. Благодаря уникальным свойствам графен может заменить морально устаревшие материалы в современной электронике, такие как кремний или германий. Это позволит улучшить такие характеристики, как быстродействие и качество сигнала, а также добиться максимальной компактности приборов. Основная проблема освоения уникального материала на сегодняшний день сводится к тому, что производство сложно масштабировать, поскольку до сих пор не существует единой отработанной методики получения графена.