Хаос. Нелинейная динамика

Сотрудник Мэрилендского университета Брюс Кейн (Bruce Kane) заставил микрометровые образцы графена «левитировать».

Подобные эксперименты, объясняет г-н Кейн, очень важны с практической точки зрения, поскольку свойства графена на подложке отличаются от свойств материала, находящегося в свободном состоянии. Известно, к примеру, что нижележащий слой может ограничивать подвижность электронов, вследствие чего экспериментаторам приходится вытравливать подложку в области измерений и работать с «подвешенными» образцами графена. Такая методика, впрочем, не гарантирует полного устранения влияния подложки. 

Решить эту проблему может «левитирующий» графен, удерживаемый одним из тех способов, которые работают в случае частиц. Несколько месяцев назад группа физиков из Европы продемонстрировала оптический захват графена, а г-н Кейн в своих опытах задействовал квадрупольную ионную ловушку довольно простой конструкции, напоминающую вариант, рассмотренный нами в прошлом году.

Для удержания ионов (и графена) в ловушке используется комбинация постоянного и радиочастотного электрических полей. Автор получал заряженные образцы графена и загружал их в ловушку по методике ионизации электрораспылением, а наблюдать за тем, как ведёт себя захваченный графен, помогал лазер.
 

Стоит заметить, что Брюсу Кейну также удалось зарегистрировать вращение «левитирующих» образцов. В эксперименте свет с круговой поляризацией «передавал» угловой момент частичкам графена, и при малых давлениях (~1 мкторр) они начинали вращаться с частотой, превышавшей 1 МГц. По словам учёного, такая частота вращения макроскопического объекта, захваченного в ловушку, может считаться рекордно большой.

Поскольку графен чрезвычайно прочен, он должен выдерживать вращение и с ещё более высокими частотами. Проверить эти предположения можно в опытах при меньшем давлении или увеличенной мощности лазера.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Physical Review B; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
 

Компьюлента