Оптическая прозрачность графена определяется только постоянной тонкой структуры – одной из фундаментальных физических постоянных, сообщает международный коллектив физиков под руководством Андре Гейма (Andre Geim) из Манчестерского университета в журнале Science.
В физике конденсированных сред редко встречаются свойства объектов или явлений, которые определяются не характеристиками веществ, а исключительно фундаментальными постоянными, отмечают исследователи. Оказалось, что одним из таких свойств является прозрачность графена.
Графен можно считать двухмерным аналогом графита, это однослойная шестиугольная кристаллическая решетка из атомов углерода, плоскость, отделенная от объемного кристалла графита. В природе такого материала не существует, он был создан группой Гейма и его коллеги Кости Новоселова в 2004 году и с тех пор активно изучается: предполагается, что за счет своих уникальных свойств он может найти широкое применение в электронике. Так, например, недавно сразу две исследовательские группы показали, что из всех твердых тел графен обладает максимальной подвижностью электронов
Гейм и его коллеги изучали прохождение света сквозь графенные мембраны. Мембраны поглощали примерно 2,3 процента проходящего сквозь них света (для одноатомных пленок это не так мало). Это значение, деленное на число "пи" (3,14), равняется постоянной тонкой структуры ("альфе", примерно равной 1/137).
Постоянная тонкой структуры характеризует силу электромагнитного взаимодействия (отметим, что из всех фундаментальных постоянных она, вызывает, пожалуй, больше всего обсуждений и споров). Зависимость от нее прозрачности графена хорошо объясняется недавно разработанными теориями, описывающими оптические свойства тонких пленок (по сравнению исследователей, электроны в графене ведут себя так, как будто полностью теряют массу).
От постоянной тонкой структуры похожим образом зависят также, например, квант удельного сопротивления и квант магнитного потока, однако показать эту зависимость гораздо труднее, для этого требуются очень сложные измерения, тогда как эксперимент с графеном очень прост.