Волшебный графен

1.

ВОЛШЕБНЫЙ
ГРАФЕН

2.

Впервые о графене заговорили в 2004 году, когда
Андрей Гейм и Константин Новоселов — британские
ученые российского происхождения —
опубликовали статью в журнале. В ней говорилось о
новом материале, который получили с помощью
обычного карандаша и скотча. Ученые просто
снимали клейкой лентой слой за слоем, пока не
дошли до самого тонкого — в один атом. В 2010-м за
это их наградили Нобелевской премией. С тех
прошло уже 11 лет.

3.

Актуальность данной темы очень велика в
современном мире. В скором времени графен
будут использовать во многих сферах деятельности
таких, как: медицина, экология, машиностроение,
робототехника и др., так как его свойства
невероятны.

4.

Почему же графен до сих пор не изменил нашу
жизнь? Очень мало кто слышал об уникальных
свойствах графена и его применении. эта тема
интересна не только множеству ученых мира, но
и меня она заинтересовала своими
перспективами в будущем. Поэтому я решил
больше узнать о свойствах графена и рассказать
о них одноклассникам.

5.

Графен – что это такое.
Графен – это двумерная аллотропная модификация
углерода, образованная слоем атомов углерода
толщиной в один атом. Его можно представить как
одну плоскость слоистого графита, отделённую от
объёмного кристалла. По оценкам, графен
обладает большой жёсткостью и
теплопроводностью. Высокая подвижность
носителей заряда, которая оказывается
максимальной среди всех известных материалов,
делает его перспективным материалом для
использования в самых различных приложениях, в
частности, как будущую основу наноэлектроники и
возможную замену кремния в интегральных
микросхемах.

6.

СВОЙСТВА ГРАФЕНА И ЕГО
ПРИМЕНЕНИЕ В БУДУЩЕМ.

7.

Основные физические свойства графена.
Рекордно большая теплопроводность
Большая механическая жесткость, он прочнее
стали в сотни раз
Высокая гибкость
Большая электропроводимость
Его температура плавления находится выше 3000
градусов
Непроницаемость для большинства газов и
жидкостей
Прозрачность

8.

Способы получения.
Один из существующих в настоящее время
способов получения графена в условиях научных
лабораторий основан на механическом
отщеплении или отшелушивании слоёв графита.

9.

Он позволяет получать наиболее качественные
образцы с высокой подвижностью носителей. Этот
метод не предполагает использования масштабного
производства, поскольку это ручная процедура.
Другие известные способы — метод термического
разложения подложки карбида
кремния и xимическое осаждение из газовой
фазы — гораздо ближе к промышленному
производству.

10.

Из-за особенностей энергитического
спектра носителей графен проявляет
специфически, в отличие от других двумерных
систем, электрофизические свойства. Графен был
первым полученным элементарным двумерным
кристаллом, но впоследствии были получены другие
материалы силицен, фосфорен, германен.

11.

За «передовые опыты с двумерным материалом —
графеном» Андрею Константиновичу
Гейму и Константину Сергеевичу Новосёлову была
присуждена Нобелевская премия по физике за 2010
год. В 2013 году Михаил Иосифович
Кацнельсон награждён премией Спинозы за
разработку базовой концепции и понятий, которыми
оперирует наука в области графена.

12.

Строение.
Графен — первый известный двумерный кристалл. В
отличие от более ранних попыток создания
двумерных проводящих слоёв, к примеру,
двумерный электронный газ, из полупроводников
методом управления шириной запрещённой зоны,
электроны в графене локализованы в плоскости
гораздо сильнее.

13.

Многообразие химических и физических свойств
обусловлено кристаллической структурой и πэлектронами атомов углерода, составляющих
графен. Широкое изучение графена в
университетах и исследовательских лабораториях
связано с доступностью и простотой его
приготовления с использованием механического
расщепления кристаллов графита. Материалом
заинтересовались не только учёные, но и технологи,
а также связанные с производством процессоров
корпорации Samsung и другие.

14.

Применение.
Принцип работы транзисторов из
графена существенно отличается от принципа
работы традиционных полевых кремниевых
транзисторов, так как графен имеет запрещённую
зону нулевой ширины, и ток в графеновом канале
течёт при любом
приложенном затворном напряжении, поэтому
развиваются иные подходы к созданию транзисторов.

15.

По данным разработчиков, конструкции на основе
графена в 10 раз прочнее стали при том, что
плотность материала в 20 раз меньше. Это означает,
что графен можно использовать в лёгких и прочных
бронежилетах, в качестве покрытия для практически
любых корпусов любой техники, а также графен
экологически чистый материал. Данное вещество
имеет фантастические и невообразимые свойства;
оно может изменить весь мир.

16.

Спасибо за
внимание!