8 800100-19-30
Назад
Назад
Назад
18 января 2022
В ДГТУ разрабатывают методы моделирования свойств новых материалов на основе графена
Ученые-физики Донского государственного технического университета изучают изменения структуры кристаллической решетки графена для модификации его свойств. Результаты исследования позволят понять, как можно варьировать свойства графена, и будут особенно полезны для производителей, которые внедряют материалы на основе графена в свои изделия: светодиоды, сверхчувствительные датчики, солнечные батареи, телевизоры на квантовых точках.

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 ссылке



Графен – 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.