Нобелівську премію 2010 року Андрію Гейму і Костянтину Новоселову присудили за досліди з графеном. Робота, за яку вчені фактично отримали премію, була опублікована за шість років до цього - вона розповідає про метод отримання окремого шару вуглецю товщиною в один атом, в стійкість якого при кімнатній температурі не особливо вірили. Його унікальні властивості - електричні, механічні, оптичні і теплопровідні - підтвердилися.
Сьогодні графен - вже далеко не тільки один вуглецевий шар товщиною в атом. Вчені з'ясували, що мало не найцікавіше в графені починається, якщо додати до першого шару ще один, і трохи його повернути. Якщо зробити це правильно, то почнеться дивне: у вуглецевого матеріалу виникнуть властивості, яких не передбачали теоретики ні в середині минулого століття, ні на початку цього.
Вигляд з виснаження
Графен детально описав канадський фізик Філіп Рассел Воллес ще в 1947 році. Воллесу не потрібен був графен сам по собі - він не думав, що такий матеріал взагалі можливий, а обчислював електро- і теплопровідність графіту. Опис одного шару був проміжним кроком у вирішенні його завдання.
Фізик розрахував хвильові функції валентних електронів вуглецю в ізольованому шарі графіту і побачив, що його проста гексагональна решітка проявляє незвичайні електронні властивості, які роблять графіт схожим на метал, навіть незважаючи на відсутність електронів провідності при нульовій температурі.
Щоб розібратися, чому графен так робить, треба вивернути простір навиворіт і подивитися на його Фур'є-образ.
Mauro Gemmi et al. / ACS Central Science, 2019