Эффекты Флоке открывают новый потенциал графена для электроники будущего

Спектроскопия фотоэмиссии с временным и угловым разрешением состояний Флоке в графене. Автор: Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02939-0

Графен — это необыкновенный материал: одноатомный слой взаимосвязанных атомов углерода, который стабилен и обладает исключительной проводимостью. Это делает его полезным в различных областях, таких как гибкие электронные дисплеи, высокоточные датчики, мощные аккумуляторы и эффективные солнечные элементы.

Новое исследование, проведенное учеными из Гёттингенского университета совместно с коллегами из Брауншвейга и Бремена (Германия), а также Фрибура (Швейцария), выводит потенциал графена на совершенно новый уровень. Команда впервые непосредственно наблюдала «эффекты Флоке» в графене.

Это разрешает давние споры: флоке-инженерия — метод, при котором свойства материала очень точно изменяются с помощью световых импульсов — работает и в металлических и полуметаллических квантовых материалах, таких как графен. Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.

Исследователи использовали фемтосекундную импульсную микроскопию для экспериментального изучения состояний Флоке в графене. В этой технике образцы сначала возбуждаются быстрыми вспышками света, а затем исследуются с помощью запаздывающего светового импульса, чтобы отследить динамические процессы в материале.

«Наши измерения ясно доказывают, что "эффекты Флоке" возникают в спектре фотоэмиссии графена, — объясняет доктор Марко Мербольдт, физик из Гёттингенского университета и первый автор исследования. — Это делает очевидным, что флоке-инженерия действительно работает в этих системах, и потенциал этого открытия огромен».

Исследование показывает, что флоке-инженерия работает во многих материалах. Это означает, что цель создания квантовых материалов с определенными свойствами — и достижения этого с помощью лазерных импульсов за чрезвычайно короткое время — становится ближе.

Подгонка материалов таким образом для конкретных применений может лечь в основу электроники, вычислительной техники и сенсорных технологий будущего. Профессор Марсель Ройцель, который руководил исследованием в Гёттингене вместе с профессором Штефаном Матиасом, заявляет: «Наши результаты открывают новые пути управления электронными состояниями в квантовых материалах с помощью света. Это может привести к технологиям, в которых электроны манипулируются целенаправленно и контролируемо».

Ройцель добавляет: «Особенно интересно то, что это также позволяет нам исследовать топологические свойства. Это особые, очень стабильные свойства, которые имеют большой потенциал для разработки надежных квантовых компьютеров или новых датчиков будущего».

Больше информации: Marco Merboldt et al, Observation of Floquet states in graphene, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02889-7
Julien Madéo et al, Floquet states in graphene revealed at last, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02939-0

Источник: University of Göttingen