Графеновый вирус

Опубликовано 17.04.2012
Станислав Ордин   |   просмотров - 3085,   комментариев - 9
Графеновый вирус

Есть хорошо известное правило дополнения: новая теория должна включать старую, как часть, справедливую при определенных (частных) условиях. Классический пример, геометрия Лобачевского, которая включила, как частный случай линейную эвклидову геометрию. Связь геометрии Лобачевского с природой на больших масштабах и осознал Эйнштейн, что и явилось основой теории относительности.

В этом ключе дополнение известных термодинамических принципов, сформулированных на базе макроскопических представлений, термодинамическими принципами для нелинейных процессов нисколько не отрицает макроскопические представления, а расширяет наши представления о природе. Однако, как видно даже из абстрактов большинства научных публикаций по теме НАНО, постановка экспериментов и анализ многих исследований по прежнему ведется на базе теорий, построенных на макроскопических представлениях. Как следствие, позитивный вклад от таких работ – лишь демонстрация достигнутых технологических возможностей. А собственно научный вклад – чисто статистический, позволяющий выявлять, с большими затратами времени и сил, дополнительные эмпирические закономерности.

Огромному количеству таких публикаций жрецы от науки никак не препятствуют, т. к. в них нигде не упоминается о нарушении известных законов физики. В сложившейся ситуации сама наука оказалась беззащитна от вирусной атаки со стороны технологии. И свидетельством тому – лжеоткрытие века ГРАФЕН. (Напомним, что графеном называют двумерную аллотропную модификацию углерода, образованную слоем в один атом. За опыты с ним А.К. Гейму и К.С. Новоселову в 2010 была присуждена Нобелевская премия.

Как говорится, нет худа без добра. В графеновом направлении ведется масса работ. Но, с одной стороны, это по прежнему голая эмпирика. С другой стороны, произведенная подмена, пусть с помощью новейших информационных технологий, в корне противоречит ПОИСКУ ИСТИНЫ и принципиально не отличается от методов современной научной «матрицы».

Попытаюсь пояснить, почему считаю работы по свойствам графена научно некорректными.

Графит и его диэлектрический аналог, нитрид бора, впервые искусственно полученный на лабораторных занятиях студентом третьего курса Технологического института Б.Н. Шарупиным, являются простейшими и, одновременно, уникальными веществами. Высокая анизотропия их свойств подвигла теоретиков использовать эти вещества как модельные, кристаллическая структура которых имеет жесткие межатомные связи лишь в моноатомных слоях, а межслоевые атомные связи отсутствуют. При этом слои, якобы, держатся друг за друга также как прилипают друг другу полированные стеклянные пластинки – за счет сил Ван-дер-Ваальса, которые примерно на три порядка слабее межатомных сил. В рамках данных моделей были проведены расчеты двумерных и квазидвумерных зонных структур электронов для графита и нитрида бора. При этом, все предположения о двумерии базировались на макроскопических «ощущениях» уникальной способности скольжения частиц этих материалов (сухая смазка). Казалось бы прямым подтверждением данных моделей кристаллических структур являлась уникально высокая анизотропия электропроводности графита, достигавшая на некоторых образцах миллиона, и наблюдение осцилляций Де Гааза – Ван Альфена не при гелиевых температурах, как обычно у металлов, а при азотных.

Использование красивой модели Ван-дер-Ваальсовых сил, разработанной для кристаллов инертных газов при гелиевых температурах противоречило как термостойкости графита и нитрида бора до 3000 оС , так и малой (1,5) анизотропии температуры Дебая этих материалов, указывающей на частоты решеточных колебаний вдоль оси С на несколько порядков больших, чем при Ван-дер-Ваальсе. Но на эти противоречия долгое время закрывали глаза, так как модели кристаллических решеток с Ван-дер-Ваальсовыми межслоевыми связями были канонизированы и вошли во все учебники и энциклопедии. Эти модели подвигли многих исследователей к попыткам внедрить инородные атомы в межслоевое пространство. Но все попытки оказались неудачными. В том числе и наши попытки с А.И. Задорожным ввести в межслоевое пространство жидкий металл с малым поверхностным натяжение при давлениях до 25 тонн/см2 закончились ничем: металл входил лишь между кристаллитами (насколько эти давления превосходят усилия, развиваемые липкой лентой, могут поупражняться сами любознательные).

Причина многочисленных неудачных попыток ввести инородные атомы в межслоевое пространство стала ясна после того, как уникальный технолог Б.Н. Шарупин вырастил (несмотря на теоретические запреты) монокристаллы графита и нитрида бора. Исследования этих кристаллов показали, что в строгом соответствии с количеством (4) валентных электронов приходящемся на каждый атом, в кристаллической структуре на каждый атом приходится 4 атомных связи. Из них 3 жесткие (более жесткие чем в алмазе) связи формируют слои из гексагонов, а четвертая, более мягкая, но всего лишь в полтора раза мягче, в полном соответствии с анизотропией температуры Дебая (но более жесткая, чем в кристалле кремния) связывает атомы соседних слоев. В результате получается ромбоэдрическая фаза с периодом трансляции вдоль оси С равным утроенному межплоскостному расстоянию. При этом стало ясно, что макроскопическое скольжение определяется не скольжением моноатомных слоев друг по другу, а скольжением микрокристалликов с пассированными поверхностными связями (еще Р.Фейнман писал, что коэффициенты трения определяются грязью на поверхности). Электропроводность же монокристаллических пленок перпендикулярно оси С при комнатной температуре оказалась на порядки выше электропроводности меди (измерял Д. Колгунов).

Таким образом, липкой лентой открыватели графена (теперь Рыцари) ничего кроме отщепления маленького монокристалла от поликристалла сделать не могли (им легче было бы липкой лентой отщепить моноатомный слой от кристалла кремния). Результаты исследований «свободно взвешенного» графена просто демонстрируют свойства монокристалла графита.

Теорема Ландау гласит, что одномерная и двумерная фазы термодинамически неустойчивы и нет никаких оснований считать ее ошибочной. Как следствие, такие искусственно созданные объекты во взвешенном состоянии мгновенно скрутятся либо сморщатся. Другое дело создание моноатомных слоев графита на жесткой макроскопической подложке. Такие слои технологи делали и до «открытия графена» и продолжают делать. Но их свойства определяются как межатомным взаимодействием внутри слоя, так и взаимодействием атомов углерода с атомами подложки. И фантазии по поводу того, что все определяется лишь взаимодействием атомов углерода в слое, уводят на ложный путь.


Комментарии:

Цитировать Имя
Станислав Ордин, 13.02.2014 13:49:10
v3p1s4,
Уважаемый v3p1s4,,

Время бежит быстро. Ещё кажется, вчера я провожал Борис Николаевича и, возможно, виделся с Вами на кладбище. А возможно, тоже, кажется, это было вчера, я отголоски поднятого вашего вопроса слышал во время моего доклада на конференции по нитридам, которую организовал и провёл Евгений Теруков. Но время бежит и уточнить уже трудно. Я лично сотрудничал, тесно, с Борис Николаевичем последние 10 лет его жизни. Отчитывались мы перед министром атомной промышленности Адамовым в Физико-Энергетическом Институте не люминофорами. Хотя триболюмисценцию и, затем, анизотропию люминесценции кристаллов нитрида бора с помощью сотрудника лаборатории Водакова я исследовал. Спектры, так и не опубликованные, сохранились. Если есть интерес, то можем обсудить. Только имейте ввиду, я не пользуюсь Физ.-Теховским почтовым сервером – много спама. Мой е-адрес на mail.ru я уже публиковал. Сейчас заканчиваю обзорную статью «Параметрическая связь нормальных колебаний», в которой основные результаты получены на выращенных Борис Николаевичем образцах ромбоэдрического нитрида бора.
Контакты я, после разгона многих подразделений ГИПХа и смерти Борис Николаевича поддерживал, какое-то время, с бывшими сотрудниками ГИПХа в созданных Шарупиным фирмах «Ромбонит» и «Вириал» (я писал и оформлял тогда научно-техническое обоснование). Попробую с ними связаться. Может они смогут подтвердить или опровергнуть вашу информацию.
Цитировать Имя
v3p1s4, 06.02.2014 14:47:44
Б.Н. Шарупин закончил ЛГУ и по окончании работал в ГИПХе в лаборатории люминофоров. В Технологическом институте он не учился.
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 18.12.2013 17:58:46
Чем характерно наше время, так это как научились люди пудрить мозги друг другу. То, что обывателю пудрят мозги, что стало нормой, это конечно беда – люди сами себя обманывают и, как следствие и занимаются не тем, что полезно и нужно делать, и тратят ресурсы планеты уже в гигантских масштабах на разную фигню. Но то, что этот таракан пролез в «научные» головы и привело к тому, что наука в застое (см. «Непричёсанная физика и частица Бога»), к тому, что достойные учёные не в почёте в самой науке, а проходимцы типа старого Алфёрова и молодых «открывателей графена» (см. дополнительно «О нанотрубках и графене знают даже малыши») преподносятся чуть ли не Эйнштейнами нашего века.

Большой барабан вокруг «графена», раскрученный его создателями с помощью технологий порносайтов, но в научной среде с целью саморекламы и получения нобеля, вовсю тарахтит. Куда только теперь «графен» не примазывают с целью рекламы. Вот Бил Гейтс стал выпускать «графеновые» презервативы, а сейчас на этом сайте и «графеновые» презервативы для радаров
http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/g...ya-radarov,
и «графеновые» сами радары
http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/n...yushchie-g.

Только добавлены дополнительные «умные слова» о «Терагерцовом» диапазоне и поверхностных плазменных колебаниях.

А если без умничанья рассказать о том, что сделано в этой работе, то всё будет прозаично просто.

Графит имеет высокую подвижность электронов (осцилляции де Гааза – ван Альфена наблюдаются при азоте, а не при гелии, как, например, у меди) и, поэтому, несмотря на небольшую концентрацию свободных электронов, обеспечивает очень высокую электропроводность в тонких слоях. В графите, на три валентных электрона в слое приходится один валентный электрон, обеспечивающий связь с соседними слоями. Если вырастить моноатомную монокристаллическую плёнку графита на подложке так, что межслоевые электроны связи замкнутся примерно эквивалентно монокристаллу, только на подложку, то мы и будем иметь графитовый выигрыш.

Графит полуметалл и концентрация свободных носителей на четыре порядка ниже, чем у металлов и, естественно, плазменные колебания в нём на более низких частотах (эти колебания в полупроводниках и других полуметаллах могут быть и на гораздо более низких частотах). Правда, говорить о поверхностных колебаниях для одноатомного слоя полная бессмыслица (глубина поверхностных колебаний много атомных слоёв) – это будут поверхностные для макрообъекта на котором одноатомный слой графита. И для макрообъекта по масштабу площади можно и говорить о плазменных колебаниях в терагерцовом диапазоне, т.к. он соответствует длине волны 300 мкм – надо иметь поперечник объекта не меньше длины волны – наноантены не годятся.

И с самим терагерцовым диапазоном для связи немало путаницы. Атмосфера практически не пропускает на длинах волн от 3 почти до 300 мкм, так что связь на долях терагерцев будет на микрорасстояния.
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 16.07.2013 15:05:31
Мой комент к статье «Не графеном единым»
http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/ne-grafenom-edinym

Новое, говорят, хорошо забытое старое (или снова о графене).
Но в науке, иногда, новое это – не признанное, не востребованное старое, то, что считалось не интересным, не модным в науке ранее. И в период застоя науки это происходит часто. И новое пробивается через редуты узаконенных истин иногда в извращённом виде – используя ложь и отметая истину. В русле «графенового» (ложного) потока и эта публикация
Когда коллеги, лет 10 назад, похвастались передо мной тем, что издали справочник по нитридам в Шпрингере, я попросил их показать спектр решёточного отражения нитрида бора. Оказалось, что в этом «новейшем» справочнике приведены спектры из древней, и во многом ошибочной, американской статьи, со знакомством с которой я ещё лет 10 назад начал анализ противоречий в представлениях о слоистых кристаллах. И строгие измерения BN и С и правильный анализ кристаллических решёток этих, по всем «теоретическим» представлениям предельно анизотропных в природе кристаллов уже были мной сделаны и опубликованы (в журнале ФТП и трудах конференций, а авторы американской статьи сами в конце статьи честно отметили, что ни одна из использованных ими моделей не дала описание эксперимента). Но и мои коллеги, читающие, пусть древние, но американские статьи, и эксперты из Шпрингера, попросту говоря, промохали мои публикации, а «эксперты» из РФФИ наверное просто побоялись этих, противоречащих общим тогдашним представления результатов и отклонили мой проект на продолжение этих исследований.

Существует целый класс, так называемых, слоистых кристаллов, общепризнанная, но ошибочная модель кристаллической решётки которых построена на базе предположения о Ван-дер-Ваальсовых силах между моноатомными слоями. Это предположение противоречит экспериментальным результатам как по анизотропии частот решёточных колебаний, так и по анизотропии температуры Дебая. Это противоречит и здравому смыслу – модель Ван-дер-Ваальса разработана для кристаллов инертных газов, охлаждённых до сверхнизких, гелиевых температур и слабые силы Ван-дер-Ваальса никак не могут удержать атомы даже при комнатной температуре, тем более при 3000С в жаростойких кристаллах графита и нитрида бора. Слоистость «слоистых» кристаллов определяется анизотропией их кристаллической решётки, но косвенно, через форму кристаллитов. Как показали исследования зависимости анизотропии их свойств от размеров кристаллитов их слоистость определяется скольжением анизотропных по форме кристаллитов, а не скольжением моноатомных слоёв. При этом, их электропроводность и теплопроводность, коэффициент преломления и прочие характеристики вдоль оси С (поперек слоёв) проходят минимум при уменьшении толщины кристаллитов примерно до 100А, а затем возрастают, достигая в монокристаллах типичных для полупроводников значений.
На базе этой ошибочно применённой, когда то, Ван-дер-Ваальсовой модели было и сделано «открытие» графена, затем «белого графена», а теперь – «аналогов графена». Но это открытие лишь нового слова.
Подробнее смотри в опубликованной статье «Графеновый вирус» на rusnor.org и в будущей статье «C&BN» на NOVA Science Publish.
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 25.02.2013 01:14:52
Дорогой Александр,

Много моих работ опубликовано в трудах бывшего всесоюзного (теперь – межгосударственного) термоэлектрического семинара. Но есть работы и ФТП, и ФТТ, и в "Поверхности", и в трудах многих конференций, включая и международные, и в некоторых книгах (одна с французами, занимавшимися рассеянием нейтронов) и Appl.Phys, и была принята в печать моя статья и в Phys.Rev., которую мне помогали технически править и сама редакция Phys.Rev. и Christopher Mabb, создатель программ Scientific Word/WorkPlace, но эту статью редакции запретили публиковать и они попросили меня срочно её перебросить либо в другой журнал, либо в Открытый Доступ. Я сначала ткнулся, но я такой человек, что сделанная работа мне уже не очень интересна - много новых идей надо реализовать и в эксперименте и в железе. Поэтому я просто разослал эту статью своим зарубежным коллегам. Так же посылал разъяснения с экспериментальным обоснованием о необходимости кардинального изменения ядра процессора на Intel и алгоритмы, указывающие на функциональные ошибки математических и физических программ - всё время присылают теперь пле предложения принять участие и конференциях программистов, последнее от <events@labview.ru> - принять участие в олимпиаде. Но я уже стар для олимпиад.
Относительно поли-монокристаллов. Указанную тобой ссылку я прочитать не смог. Но я догадываюсь, о чём ты. Я сам, всегда подчёркивал, что исследованные образцы, строго говоря – поликристаллические (один из соавторов схитрил и это опустил при переводе на английский, после чего я просил представлять мне его переводы). Но я исследовал зависимость их свойств от размеров кристаллитов в широком диапазоне. Поэтому могу утверждать, что выращенные Шарупиным сантиметровые слои, состоящие из пакетов площадью несколько квадратных сантиметров, каждый из которых имел толщину примерно 2000А, имели многие свойства, в том числе и вдоль оси С, кристаллов (в частности, электропроводность и коэффициент преломления при упорядочении кристаллитов и увеличении их толщины проходили минимум, а затем росли – это хорошо видно из опубликованных плазменных колебаниях, измеренных в поляризованном вдоль оси С и перпендикулярно оси С свете).
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 25.02.2013 01:09:32
Dear Bob,
Thanks for your comment, but I have not up to the end understood you. Concerning my representations about interlayerwise bonds in graphite and boron nitride boron nitride me right after my article with Sharupin any researchers from Los Alomols who needed to grow up a long nano-tube were converted. I have sent them original spectrums. If you something particularly interests – write stas_ordin@mail.ru
Цитировать Имя
Bob Iofis, 07.02.2013 05:30:38
".. а на зарубежный рынок нас американцы не пустят, так как и их стоимость и их востребованность полупроводниковой промышленностью очень высоки.."

- interesting. See somewhat related case, http://strf.ru/material.aspx?CatalogId=223&d_no=47956

Sorry for using English at Russian media, my Cyrillic typing is not that fast.

I am working with particular technologies to "engage" them into global high tech. It works, slowly, with many limitations, and only with those who really want to be engaged. Many others thou barrier themselves, mostly mentally, by local artificial strings. "Aмериканцы" have nothing to do with this.
Цитировать Имя
Alexander Mayorov, 18.12.2012 20:05:22
Где опубликованы ваши работы?
http://apps.webofknowledge.com/full_r...KApDL5npFO

Тут говорится о поликристаллах -- никаких монокриталлов.
Цитировать Имя
Станислав Ордин, 30.05.2012 20:10:47
Т.к. липовые "графеновые" публикации ширятся и затронули еще один аспект открытия - белый графит, то я решил поместить и здесь комментарий, который дал к статье «Графеновую подложку научились выращивать в промышленных масштабах»
Детский сад насчет «графена» продолжается. Новосёлов и Гейтц, используя технологию распространения порнухи и фотошоп «сделали открытие». Но на самом деле ничего открыто не было (смотри статью «Графеновый вирус» на rusnor.org). B статье, на которую ссылается данный пост, прямо сказано, что потребовалось согласование кристаллической структуры якобы графена с кристаллической структурой подложки. Если бы в графите был между моноатомными слоями лишь Ван-дер-Ваальс, то никакого согласования не требовалось – скользили бы атомы одного слоя относительно другого. Там жесткие межслоевые связи, которые и требуют согласования слоя графита со слоем нитрида бора.
Дальше еще больше. Якобы достижение – на нитриде бора. А нитрид бора, белый графит создал технолог от бога Борис Николаевич Шарупин еще в 60-тые годы, на лабораторном занятии на 3 курсе Техноложки (за что ему еще тогда хотели сразу дать кандидатскую). А к началу перестройки он уже выращивал из нитрида бора, и самое совершенное в мире технологическое полупроводниковое оборудование (из ампул из нитрида бора в расплав полупроводника поступает примесей НОЛЬ), в том числе и самые совершенные подложки для выращивания полупроводниковых пленок и гетеро структур, и фартук для Токмака, и 3х-метровые радиопрозрачные полусферы-обтекатели для ракет и радиопрозрачный грибок для нашего Авакса и многое другое. А для исследований он выращивал монокристаллы и графита и нитрида бора, и выращивал объемные монокристаллические образцы, площадью десятки сантиметров и толщиной более 5 мм, (тогда как японцы научились тогда выращивать максимум до 15 мкм), в том числе и с чередующимися слоями графита и нитрида бора. А когда пришла перестройка уничтожали, в первую очередь, те производства, где мы значительно опережали американцев. Тогдашний министр атомной промышлености Адамов нам об этом прямо сказал на последней конференции на Первой Атомной Станции: «Не ждите ребята никакой поддержки от нашего правительства. Вы прямые конкуренты Керамик Корпорейшен. В лучшем случае вам позволят заниматься самой грязной начальной стадией – созданием шихты и порошка, а о производстве кристаллов забудьте». Так оно и случилось. Разгром установок Шарупина «объяснили» тем, что казино на этом месте принесет больше! прибыли (естественно, с учетом того, что в России изделия из нитрида бора больше не нужны, а на зарубежный рынок нас американцы не пустят, так как и их стоимость и их востребованность полупроводниковой промышленностью очень высоки). Автора открытия Шарупина Б.Н., доведшего свое открытие до крупномасштабного производства, тем самым загнали в могилу, и в соавторы открытой статьи я включил его уже посмертно.
Так что самые совершенные в мире подложки из нитрида бора площадью 100 см2 и толщиной 10 мм выращивать в промышленных масштабах мы, благодаря Б.Н. Шарупину, научились еще в 80-е годы прошлого века. Также научились и наращивать на них и одноатомные слои графита (не называя это глупым словом «графен») и чередовать слои BN и C.