Гранит науки - 2004-05-24

Предсказанная несколько лет назад возможность превращения нанотрубок из металла в полупроводник и обратно продемонстрирована группой американских ученых - это яркое проявление волновой природы вещества, о чем сообщает Science

Экспериментальные доказательства изменения электронной структуры нанотрубок в ответ на изменение магнитного поля получены физиками из Иллинойского Университета в Урбана-Шампейн (University of Illinois at Urbana-Champaign) - профессорами Алексеем Безрядным и Полом Гольдбартом (Paul Goldbart) и их коллегами из Университетов Райса (Rice University) и штата Флорида (Florida State University). Углеродные нанотрубки - это особые молекулы, представленные шестиугольной решеткой из атомов углерода, т.е.слоями графита, свернутыми в цилиндры, длиною порядка 10 в -9 степени метра. От того, как свернуты эти слои (в каком направлении), и как они между собой соединены, зависят свойства трубок - являются ли они металлическими или полупроводниковыми. Как говорит профессор Гольдбарт, 'к сожалению, когда мы хотим изменить электронные характеристики нанотрубок, мы ничего не можем поделать с тем, как они 'сшиты', мы не можем их распороть. Но мы обнаружили, что эти материалы можно как бы настраивать, подгонять, не разрушая сами молекулы, а сдвигая их энергетический уровень с помощью сильного магнитного поля'. И свойства полой молекулы, коей является нанотрубка, - металлические или, напротив, полупроводниковые, будут зависеть только от силы (и направления) прилагаемого магнитного поля.

Как поясняет сайт PhysicsWeb, авторы статьи в Science обнаружили прежде невиданный в нанотрубках, но вполне согласуемый с теоретическими предсказаниями эффект. Но открытие это 'может иметь и междисциплинарную важность, поскольку электронные орбитали, как оказалось, не только предопределяют энергетический уровень молекулы, но также ее химические, механические и другие свойства. И свойства эти можно контролировать магнитным полем' - говорит профессор Безрядный. Группа из Университета Райса под руководством Юнихиро Коно (Junichiro Kono) планирует дальнейшее исследование происходящих с нанотрубками метаморфоз в еще более сильных магнитных полях, т.е. при значениях магнитного поля, больших, чем 45 тесл. А Безрядный с сотрудниками намерены воспроизвести свои эксперименты при сверхнизких температурах для получения еще более четкой картины изменения энергетического уровня электрона в нанотрубках при разных магнитных полях.