Не ослабевает поток публикаций, посвященных исследованию графена и его свойств. И этот по-настоящему удивительный материал отвечает ученым взаимностью. Одним из последних открытых свойств является способность графена к генерации звуковых волн, что было обнаружено коллективом китайских ученых из университета Синьхуа (Пекин).

Для детального изучения графенового «голоса» авторы статьи нанесли несколькослойный графен CVD-методом на бумажную подложку, а по краям графена напылили серебрянные контакты (рис.1). При подаче напряжения на контакты протекающий по графену ток приводит к выделению джоулева тепла и разогреву воздуха у поверхности графена. Это, в свою очередь, вызывает колебания воздуха у поверхности и формированию звуковой волны (термоакустический эффект). Линейный рост температуры воздуха вблизи поверхности графена с ростом прикладываемого напряжения наглядно продемонстрирован на микрофотографиях, полученных при помощи ИК-спектроскопии (рис.2).

Рис. 1. Фотография полученного устройства.

Рис. 2. Фотографии, полученные с помощью ИК-спектроскопии, а также экспериментальные и теоретические зависимости температуры от приложенного напряжения.

Давление звука также монотонно растет с ростом прикладываемого напряжения и экспоненциально падает при удалении от поверхности графена (рис.3). Также примечательно, что давление звука также зависит от толщины графена (увеличивается с уменьшением толщины). В то же время, толщина графена практически не влияет на направление распространения звуковой волны.

Рис. 3. а,b) схематическое изображение и фотография установки для измерения давления звука. с) зависимость давления звука от прикладываемого напряжения d) зависимость давления звука от расстояния до поверхности графена e) зависимость давления звука от направления распространения f) зависимость уровня звукового давления от его частоты.