Татуировки из графена и вакуумные исследования

На сегодняшний день в МФТИ работают более 100 лабораторий. Корреспондент «Вечерней Москвы» узнала, какие проблемы сейчас решают ученые Физтеха.

Множество небольших устройств лежат на полках просторной лаборатории. За столами студенты собирают чипы. Кипит рабочий процесс, молодые ученые передают друг другу провода, кусочки металлов, пинцеты и инструменты. Другие студенты сидят за компьютерами и ведут расчеты.

Внимание привлекает небольшое устройство, внешне похожее на сим-карту.

— Это фотодетектор нового поколения, его можно использовать для того, чтобы создавать новые оптоэлектронные устройства с удивительными свойствами. Например, фотокамеры, созданные на основе таких детекторов, смогут «видеть» сквозь ночной мрак и туман, — говорит директор центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Валентин Волков. — Секрет кроется в использовании графенового слоя, который в тысячу раз чувствительнее к электромагнитному излучению, чем дешевые сенсоры из современных компактных камер.

Графен, на основе которого создали устройство, — это материал толщиной в один атом, обладающий высокой проводимостью. В 2010 году его создали два выпускника МФТИ Андрей Гейм и Константин Новоселов, за что им присудили Нобелевскую премию. Сейчас графен продолжают исследовать.

— Например, графеновыми чернилами можно нарисовать временную татуировку на теле, — рассказывает Валентин Волков. — И она будет мониторить здоровье, прямо как умные часы.

Чтобы выяснить, какими еще свойствами обладают графен и другие новые вещества, в лабораториях фундаментальной физики трудятся ученые и студенты Физтеха.

— У нас есть высоковакуумный низкотемпературный сканирующий тоннельный микроскоп, — объясняет научный сотрудник лаборатории топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах Денис Баранов. — С помощью такого устройства можно исследовать любые материалы в условиях вакуума. И находить в них новые, никем ранее не открытые свойства.

Образец материала для исследования кладут на маленькую медную подставку, а затем опускают в аппарат. Включают насос, он выкачивает весь воздух и создает вакуум. Когда на материал не влияют внешние факторы, в него погружается зонд. Все, что внутри материала, отображается на мониторе компьютера в увеличенном виде.

Ученые рассказали, что сейчас они занимаются изучением материалов, в которых могут существовать майорановские фермионы — это частицы, которые могут иметь несколько взаимоисключающих параметров. Например, одновременно иметь заряды и «+», и «–».

Обнаружение таких фермионов в твердом теле — одна из фундаментальных задач. Такие материалы можно будет использовать для цифровых и квантовых устройств. Благодаря этому, например, мобильные устройства могут стать более устойчивыми к помехам.

ПРЯМАЯ РЕЧЬ

Василий Столяров, исполнительный директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ:

— В нашем центре имеется целая коллекция исследовательских методик, достаточно уникальных в России. Это и сканирующая туннельная спектроскопия, которая работает при низких температурах, и низкотемпературная магнитно-силовая микроскопия, и исследовательская система на базе рефрижератора растворения, охлаждающая образцы до 10–20 мК, и другие. Во главе угла стоят локальные методы.