Графеновая лента Мебиуса оказалась топологическим изолятором

Графеновая лента Мебиуса оказалась топологическим изолятором. Об этом сообщается в препринте, доступном на сайте arXiv.org.

Топологические изоляторы представляют собой структуры, характеризующиеся необычными квантовыми свойствами. Относительно недавно было обнаружено, что на поверхности подобных объектов при определенных условиях могут возникать направления, двигаясь вдоль которых электроны не теряют энергию. Например, подобным свойством при температуре около 15 кельвинов обладают небольшие фрагменты теллурида висмута.

В рамках своего исследования физики провели компьютерное моделирование свойств графеновой ленты Мебиуса с зубчатой границей. Последнее означает, что край ленты представляет собой замкнутую ломаную, причем атомы углерода располагаются только в ее вершинах. Физикам удалось показать, что на ленте возникают направления, ориентированные вдоль ее границы, движение по которым электронов не приводит к потере энергии.

Сами ученые отмечают, что их работа носит скорее теоретический характер. Они, например, не описывают физические условия, при которых их модель реализуется на практике. Кроме этого, целью физиков было показать, что "топологический изолятор" может определяться нетривиальной топологической структурой самого объекта.

Ученые надеются, что дальнейшие исследования в этом направлении позволят создавать электронные схемы, в которых токи будут перемещаться без потери энергии по поверхностям топологических изоляторов. Это должно, в частности, привести к снижению количества тепла, которое вырабатывают современные вычислительные машины.

Недавно исследователям из США удалось наладить производство графена из углеродных нанотрубок. Они помещали трубки в полимерную основу так, что бок трубки торчал наружу. После этого подложка обрабатывалась плазмой. После удаления полимерной основы трубки разворачивались в листы графена.