Графен — это двумерный кристалл, состоящий всего из одного слоя атомов углерода, выстроенных в гексагональную решетку. Его структура напоминает пчелиные соты, а за этой внешней простотой скрываются уникальные физические свойства: высокая прочность, электро- и теплопроводность. С момента открытия в 2004 году графен остается одним из самых перспективных материалов XXI века.
Кандидат физико-математических наук Алексей Цупак и аспирант Олег Скворцов предложили алгоритм, который позволяет моделировать поведение графеновых покрытий под воздействием электромагнитных волн. Их подход помогает предсказывать, как будет вести себя материал в различных условиях — это ключевой момент для применения графена в нано- и микроэлектронике, а также в медицине.
В основе исследования — законы классической электродинамики, которая редко применяется к таким тонким и «квантовым» структурам, как графен. Однако, как подчеркивает Алексей Цупак, даже при толщине в один атом многие физические явления удается описывать без привлечения квантовой теории. Это упрощает вычисления и делает модели нагляднее.
Разработанный в ПГУ алгоритм реализован в виде программного продукта, который уже запатентован. Он позволяет решать так называемую скалярную задачу дифракции — упрощенную, но показательную модель взаимодействия электромагнитных волн с графеном. Это важный шаг на пути к решению более сложных задач, в которых учет электродинамических эффектов необходим на новом уровне точности.
Разработка имеет большое прикладное значение: она может лечь в основу создания материалов и устройств с заданными характеристиками. Особенно актуально это для наноэлектроники, сенсорики и биомедицинских технологий.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые из Красноярска разработали быстрый и недорогой способ оценки совместимости пестицидов. Он поможет снизить опасность химических смесей.