- Получен графен - монослойный лист кристалла графита, устойчивый в свободном состоянии и незащищенный от окружающей среды. Продемонстрировано, что двумерные кристаллы могут быть получены и из других слоистых материалов, таких как BN, MoS2, NbSe2, Bi2Sr2CaCu2Ox.
- В транзисторах с Холловской конфигурацией на основе графена наблюдался сильный амбиполярный эффект электрического поля, позволяющий изменять концентрацию индуцированных носителей заряда и величину проводимости в десятки раз.
- Экспериментально продемонстрировано, что циклотронная масса в графене имеет корневую зависимость от концентрации носителей в графене, что указывает на линейный закон дисперсии.
- Экспериментально обнаружены новые физические эффекты в монослойном графене, такие как "полуцелый" квантовый эффект Холла и квантовый минимум проводимости.
- Получен и исследован двухмонослойный графен, который по электронно-физическим свойствам принципиально отличается как от монослойного графена, так и от объемного графита. Обнаружен новый, "киральный" квантовый эффект Холла в двухмонослойном графене.
- Экспериментально продемонстрировано, что величина запрещенной зоны в двухмонослойном графене может варьироваться с помощью внешнего перпендикулярного электрического поля.
- Обнаружено, что слаболокализационные поправки к проводимости в графене в слабых магнитных полях существенно подавлены.
- Продемонстрировано, что изменение диэлектрического окружения и рассеивающих центров в приповерхностных слоях подложек слабо влияет на величину подвижности носителей в графене.
- Показано, что гидрогенизация графена в водородной плазме приводит к образованию нового квазидвумерного кристалла - графана, обладающего диэлектрическими свойствами.
- Изготовлены прототипы газовых датчиков на основе графена, позволяющие регистрировать ступенчатые изменения сопротивления при адсорбции или десорбции даже одной молекулы.
- Экспериментально продемонстрирована работа прототипов высококонтрастной ячейки жидкокристаллического дисплея, в которой роль прозрачного и хорошо проводящего электрода выполняет графеновая пленка.
2.Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Katsnelson M.I., Grigorieva I.V., Dubonos S.V., Firsov A.A. “Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene”, Nature 438, 197–200 (2005).
3.Novoselov K.S., Jiang D., Schedin F., Booth T.J., Khotkevich V.V., Morozov S.V., Geim A.K. “Two dimensional atomic crystals”, Proc. Of the NAS of the USA (PNAS) 102, no. 30, 10451–10453 (2005).
4.Morozov S.V., Novoselov K.S., Schedin F., Jiang D., Firsov A.A., Geim A.K. “Two-dimensional electron and hole gases at the surface of graphite”, Phys. Rev.B 72 (10), 201401 (4) (R) (2005).
5.Novoselov K.S., McCann E., Morozov S.V., Fal’ko V.I., Katsnelson M.I., Zeitler U., Jiang D., Schedin F. , Geim A.K. “Unconventional quantum Hall effect and Berry’s phase of 2π in bilayer graphene”, Nature Physics 2, 177– 180 (2006).
6.Morozov S.V., Novoselov K.S., Katsnelson M.I., Schedin F., Ponomarenko L.A., Jiang D., Geim A.K. “Strong suppression of weak localization in graphene”, Phys. Rev. Lett. 97, 016801 (4) (2006).
7.Novoselov K.S., Jiang Z., Zhang Y., Morozov S.V., Stormer H.L., Zeitler U., Maan J.C., Boebinger G.S., Kim P., Geim A.K. “Room-temperature quantum Hall effect in graphene”, Science 315, 1379–1379 (2007).
8.Schedin F., Geim A.K., Morozov S.V., Hill E.W., Blake P., Katsnelson M.I., Novoselov K.S. “Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene”, Nature Materials 6, 652–655 (2007).
9.Novoselov K.S., Morozov S.V., Mohinddin T.M.G., Ponomarenko L.A., Elias D.C., Yang R., Barbolina I.I. , Blake P., Booth T.J., Jiang D., Giesbers J., Hill E.W., Geim A.K. “Electronic properties of graphene”, Phys. Stat. Sol. (b) 244, No.11, 4106–4111 (2007).
10.Castro E.V., Novoselov K.S., Morozov S.V., Peres N.M.R., Lopes dos Santos J.M.B., Nilsson Johan, Guinea F., Geim A.K., Castro Neto A.H. “Biased bilayer graphene: semiconductor with a gap tunable by the electric field effect”, Phys. Rev. Lett. 99, 216802 (4) (2007).
11.Wehling T.O., Novoselov K.S., Morozov S.V., Vdovin E.E., Katsnelson M.I., Geim A.K., Lichtenstein A.I. “Molecular doping of graphene”, Nano Lett. 8 (1), 173–177 (2008).
12.Morozov S.V., Novoselov K.S., Katsnelson M.I., Schedin F., Elias D.C., Jaszczak J.A., Geim A.K. “Giant intrinsic carrier mobilities in graphene and its bilayer”, Phys. Rev. Lett. 100, 016602 (4) (2008).
13.Морозов С.В. , Новоселов К.С. , Гейм А.К. «Электронный транспорт в графене», УФН 178, 776–780 (2008).
14.Blake P., Brimicombe P.D., Nair R.R., Booth T.J., Jiang Da, Schedin F., Ponomarenko L.A., Morozov S.V. , Gleeson H.F., Hill E.W., Geim A.K., Novoselov K.S. “Graphene-based liquid crystal device”, Nano Lett. 8, 1704 –1708 (2008).
15.Elias D.C., Nair R.R., Mohiuddin T.M.G., Morozov S.V., Blake P., Halsall M.P., Ferrari A.C., Boukhvalov D.W. , Katsnelson M.I., Geim A.K., Novoselov K.S. “Control of graphene’s properties by reversible hydrogenation: evidence for graphane”, Science 323, 610–613 (2009).
16.Blake P., Yang R., Morozov S.V., Schedin F., Ponomarenko L.A., Zhukov A.A., Nair R.R., Grigorieva I.V., Novoselov K.S., Geim A.K. “Influence of metal contacts and charge inhomogeneity on transport properties of graphene near neutrality point”, Solid State Comm. 149, 1068– 1071 (2009).
17.Ponomarenko L.A., Yang R., Mohiuddin T.M., Katsnelson M.I., Novoselov K.S., Morozov S.V. , Zhukov A.A., Schedin F., Hill E.W., Geim A.K. “Effect of a high-k environment on charge carrier mobility in graphene”, Phys. Rev. Lett. 102, 206603 (4) (2009).
18.Barbolina I. I., Novoselov K.S., Morozov S.V., Dubonos S.V., Missous M., Volkov A.O., Christian D.A., Grigorieva I.V., Geim A.K. “Submicron sensors of local electric field with single-electron resolution at room temperature”, Appl. Phys. Lett. 88, 013901 (3) (2006).
19.Castro Eduardo V., Novoselov K.S., Morozov S.V., Peres N.M.R., Lopes dos Santos J.M.B., Nilsson Johan, Guinea F., Geim A.K., Castro Neto A.H. “Electronic properties of a biased graphene bilayer”, J. Phys. Condens. Matter 22, 175503 (14) (2010).
Цитированная литература
1.Peierls R.E. “Quelques proprietes typiques des corpses solides“, Ann. I. H. Poincare 5, 177-222 (1935); Ландау Л.Д. «К теории фазовых переходов. II», ЖЭТФ 7, 627 (1937); Mermin N.D. “Crystalline order in two dimensions“, Phys. Rev. 176, 250-254 (1968).
2.Kosterlitz J.M., Thouless D.J. “Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems”, J. Phys. C: Solid State Phys. 6, 1181 (1973).
3.Wallace P.R. “The band theory of graphite”, Phys. Rev. 71, 622-634 (1947).
4.Berry M.V. “Quantal phase factor accompanying adiabatic change”, Proc. R. Soc. Lond. A 392, 45–57 (1984); Mikitik G.P., Sharlai Yu.V. “Manifestation of Berry’s phase in metal physics”, Phys. Rev. Lett. 82, 2147-2150 (1999).
5.Ohta T. et al. “Controlling the electronic structure of bilayer graphene”, Science 313, 951-954 (2006).
6.Sofo J.O., Chaudhari A.S., Barber G.D. “Graphane: A two-dimensional hydrocarbon”, Phys. Rev. B 75, 153401 (4) (2007).
7.Meyer J.C. et al. “The structure of suspended graphene sheets”, Nature 446, 60-63 (2007).
8.Khveshchenko D.V. “Electron localization properties in graphene”, Phys. Rev. Lett. 97, 036802 (4) (2006); Morpurgo A., Guinea F. “Intervalley scattering, long-range disorder, and effective time-reversal symmetry breaking in graphene”, Phys. Rev. Lett. 97, 196804 (4) (2006).
9.Hwang E.H., Hu B.Y.K., Das Sarma S. “Many-body exchange-correlation effects in graphene”, Physica E 40, 1653-1655 (2008).
10.Bolotin K. et al. “Ultrahigh electron mobility in suspended graphene”, Solid State Comm. 146, 351–355 (2008); Du X., Skachko I., Barker A., Andrei E.Y. “Approaching ballistic transport in suspended graphene”, Nature Nanotech. 3, 491-495 (2008).