Немецкие исследователи совместно с иностранными коллегами изучили динамику электронов в графене под влиянием магнитного поля. Материалы об исследовании были обнародованы в журнале Nature Physics, пишет во вторник «Лента.ру». Сделанное открытие может быть применено для создания нового вида лазера, который будет порождать свет с произвольно контролируемой длиной волны в инфракрасном и терагерцовом диапазонах, считают авторы научной работы.
Для современных физиков графен в силу своих особенностей является одним из главных материалов для изучения конденсированного состояния вещества. Графен – более крепкий материал, чем сталь, а тепло и ток он проводит на порядок лучше меди. Будучи модификацией углерода, графен является двумерным материалом толщиной в атом углерода. При его попадании в магнитное поле электроны в кристаллической решётке соединения занимают уровни Ландау (энергетические состояния).
Как сообщили учёные, им удалось детально изучить динамику электронов в зависимости от размера магнитного поля. Для этого исследователями применялось поле с индукцией до семи тесла, сопоставимое с индукцией магнитного поля в солнечных пятнах. Используя лазер на свободных электронах, учёные отслеживали перераспределение частиц по энергетическим уровням. Уровни, на которых должны были бы размещаться электроны после этого, были пустыми. Физики соотнесли это с действием эффекта Оже: заполнением электронами с находящихся выше оболочек нижних уровней для создания наилучшего энергетического состояния.
«Представьте себе библиотекаря, которая сортирует книги в шкафу из трёх полок. За раз она переставляет одну книгу с нижней полки на среднюю. Одновременно её сын помощник со средней полки берет уже две книги и перекладывает одну из них на верхнюю, а другую — на нижнюю. Получается, что число книг на средней полке уменьшается, как того хочет сын, несмотря на то что усилия матери направлены на увеличение их числа», — образно описал итоги проведённой работы один из учёных.
