Сверхпроводимость в скрученном виде

В скрученном графене появляется новая периодичность — так называемая муаровая структура. Это простой геометрический эффект наблюдается всегда, когда складываются два сигнала с близкими периодами. Рассеяние электронов на такой решетке муара приводит к модификации зонной структуры. В частности, при определенных углах электронные полосы становятся очень плоскими, что способствует сильным эффектам электрон-электронного взаимодействия и, в частности, сверхпроводимости.

— В последний год графен начали активно изучать с точки зрения сверхпроводимости в двухслойных образцах, где второй слой повернут на 1,1 градуса относительно первого. Этот эффект достаточно сложно объясняется в литературе. Можно ли попросить вас, Константин Сергеевич, объяснить относительно простыми словами, как угол может повлиять на появление такого эффекта? Ведь в двухслойном графене вполне понятная электронная структура и закон дисперсии хорошо уже изучен.

— В скрученном графене появляется новая периодичность — так называемая муаровая структура. Это простой геометрический эффект наблюдается всегда, когда складываются два сигнала с близкими периодами. Рассеяние электронов на такой решетке муара приводит к модификации зонной структуры. В частности, при определенных углах электронные полосы становятся очень плоскими, что способствует сильным эффектам электрон-электронного взаимодействия и, в частности, сверхпроводимости.

— Каковы перспективы промышленного получения двухслойного графена и сферы его применения в сравнении с однослойным графеном?

— Существует много усилий, направленных на двухслойный рост. Однако это сложная задача, и такой рост требует очень четкого контроля параметров процесса. Возможные области применения: прозрачные проводящие покрытия (их можно легко легировать посредством интеркаляции, при этом прозрачность двуслойного графена все еще высокая), барьерные покрытия и более экзотические, такие как транзисторы.

— Следует ли ожидать и если да, то каких именно прорывных технологий в оптоэлектронике, нанофотонике с использованием графенов?

— Графен, как и другие двумерные материалы, успешно используется в оптоэлектронике. Существуют сверхбыстрые модуляторы и детекторы на основе таких материалов

— Как вы оцениваете перспективы электродугового метода производства флеш-графена (flash graphene, FG), из угля, древесины и пластиковых отходов в ходе шокового термического процесса (flash Joule heating, FJH) process? Автор разработки профессор Джеймс Тур (James M. Tour, Rice University) утверждает, что стоимость производства графена может быть во много раз меньше, чем сегодняшняя цена «химического» графена, то есть не $100 за 1 кг, а менее $10 за 1 кг.

— Я уверен, что в будущем мы будем использовать много разных методов для производства графена — это зависит от конечного применения. Причем вполне возможно, что разные сорта графена будут использоваться для одного приложения. Метод Тура — вполне работающий метод. Вопрос, где такой графен будет применяться. Это нужно исследовать.

— Какие разработки последнего времени вы бы отметили?

— Моя коллега Дарья Андреева из Национального университета Сингапура работает в области интеллектуальных мембран. Это новое направление, еще не находящееся в стадии коммерциализации, но очень близкое.

— У многих физиков есть творческие увлечения. А что у вас?

— А что вы хотите услышать? Я рисую, когда есть время. Даже немного получается.

— Ваши любимые художники?

— Импрессионисты и Кандинский.

— Что вас вдохновляет на живопись?

— Это сочетание воображаемого с материальным. Что воображение может быть превращено в реальность и во что-то новое, чего раньше никогда не было. Очень похоже на физику.