The Amazing Physics of Spinning Graphene

Grafen är ett av de mer extraordinära materialen som upptäckts under de senaste åren. Denna kycklingnät i kol har egenskaper som gör den till en superhjälte i materialvärlden. Det är en superb termisk och elektrisk ledare, den har en hög smältpunkt och den är starkare än nästan alla andra kända substanser.

Och ändå är det svårt att mäta dessa egenskaper eftersom grafenflingor oundvikligen måste sitta på något slags substrat och detta stör resultaten.

Vad ska man göra? Nu gör Bruce Kane vid University of Maryland argument för att suspendera laddade flingor av grafen i en jonfälla med elektriskt fält. Det gör att grafenen kan sitta i ett vakuum medan den stöts och petas på vilket sätt fysiker än kan tänka sig och utan den störande effekten av något substrat.

Kane har till och med uppnått denna bedrift genom att injicera flingor suspenderade i vätska i ett fyrpoligt elektriskt fältvakuum.

Genom att lysa polariserat ljus på flingorna kan han få dem att snurra och noggrant mäta deras rotationshastighet.

Detta antyder några intressanta experiment. Kane säger att att snurra dem snabbt nog skulle testa flingornas styrka eftersom centrifugalkrafterna sliter isär dem. Det kommer att kräva rotationshastigheter mätt i GHz, mycket snabbare än de MHz-hastigheter han har kunnat mäta hittills.

Det ska också vara möjligt att mäta en flings kemiska och fysikaliska egenskaper vid hög temperatur. Dessa mätningar är svåra när flingan vilar på en yta som har andra egenskaper. Mycket lite är känt om smältningen av grafen eller hur defekter kommer att bete sig vid höga temperaturer, påpekar Kane.

En annan möjlighet är att kyla flingorna till deras mekaniska grundtillstånd och använda dem som snurrande qubits.

Det blir intressant. Finns det något som detta undermaterial inte kan göra?

Ref: arxiv.org/abs/1006.3774 : Leviterad snurrande grafen

Dölj