Графен поставил рекорд темпа вращения

Раскрутить хлопья графена микрометрового размера до невиданных оборотов удалось Брюсу Кейну (Bruce Kane) из университета Мэриленда. Странное достижение имеет вполне прикладной характер.

Ранее учёные раскручивали в оптической ловушке (optical trap) кристаллы похожего размера до 30 тысяч оборотов в минуту. Графен ушёл далеко от своих "соперников". 60 миллионов оборотов в минуту – таков новый рекорд для макроскопического объекта.

Для того чтобы достичь его, Кейн поместил обрывки плоскостей из углеродных атомов в ионную ловушку (ion trap). Целью эксперимента было измерение свойств и исследование модификации необычного материала. Осциллирующее электрическое поле подвесило заряженные хлопья в вакууме, а направленный на них луч света с круговой поляризацией заставил вращаться.

Графен в ходе эксперимента выдержал рекордные для макроскопического объекта центростремительное ускорение и механическое напряжение, пишет Кейн в статье в журнале Physical Review B (смотрите препринт).

Вверху: график демонстрирует рассеяние света от колеблющегося в ловушке графенового листа. По вертикали – напряжение на фотодиоде в вольтах, по горизонтали – время в секундах. Красным цветом показан свет с круговой поляризацией, чёрным – с линейной, синим – фоновый шум.
Внизу: поперечное сечение верхней части электродов ионной ловушки и распределение псевдопотенциала (Pseudopotential) вокруг них (синий цвет – минимум, красный – максимум) (иллюстрации Physical Review B).

Брюс считает, нынешнее достижение – далеко не предел. Предварительная оценка показывает, что вращение можно ускорить ещё как минимум в тысячу раз. Однако Кейну для этого понадобится несколько модифицировать оборудование.

Учёный отмечает, что свойства графена лучше всего изучать именно в таких условиях: мол, любая подложка их меняет. Кроме того, так проще манипулировать хлопьями.