Научный коллектив профессора Ольги Евгеньевны Глуховой совместно с учеными Института высокопроизводительных вычислений (Агентство по науке, технологиям и исследованиям, Сингапур) предложил идею нового способа управления электропроводностью графен-нанотрубных пленок с помощью физического эффекта, который возникает при бесшовном контакте вертикально ориентированных одностенных углеродных нанотрубок с графеновыми слоями. Основанием к возникновению эффекта служит природная особенность нанотрубок armchair, электронные свойства и энергетика которых критически зависят от длины атомного каркаса. С помощью методов компьютерного моделирования учеными установлено, что при послойном наращивании атомными слоями каркаса трубки в поре графена электропроводность графенового слоя осциллирует. Осцилляция вызывается появлением в каркасе трубки одного и более слоёв из гексагонов с циклической делокализацией электронов (ароматичности). In silico исследования показали, что появление этого эффекта приводит к увеличению электропроводности графеновых слоев в 3–10 раз. При этом появляется анизотропия, в направлении armchair величина электропроводность больше в 3-7 раз по сравнению с направлением zigzag. Регулируя длину нанотрубки можно управлять величиной электропроводности и анизотропией. Амплитуда осцилляций определяется диаметром трубки,  симметрией переходной области бесшовного контакта графен-трубка и расстоянием между трубками.  Таким образом новый способ управления  электропроводностью и её анизотропией в графен-нанотрубных пленках с вертикально ориентированными нанотрубками, бесшовно соединенными с графеном, предполагает топологический подход. Предполагается, что топология может стать ключом для контроля и управления не только проводящими свойствами, но и оптоэлектронными и магнитными свойствами. 

 

Полученные результаты опубликованы в высокорейтинговом журнале издательства Elsevier - Carbon (Impact factor: 7.466). Полный текст статьи - на сайте журнала Carbon, DOI: 10.1016/j.carbon.2020.04.069.