Разработана методика создания качественных трехмерных структур из двумерного «сырья»
 Схематическое изображение созданной учеными трехмерной структуры. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
В своих экспериментах группа ученых из University of Manchester (Великобритания) под руководством Нобелевских лауреатов Андре Гейма (Andre Geim) и Константина Новоселова (Kostya Novoselov) создала сложную трехмерную структуру с помощью последовательной «укладки» листов графена, удивительного материала, в котором атомы углерода образуют двумерную гексагональную кристаллическую решетку.
Отдельные листы графена были произведены методом отшелушивания (также известным как «метод липкой ленты»). Между слоями графена в итоговой трехмерной структуре ученые укладывали двумерные листы нитрида бора, также обладающие гексагональной кристаллической решеткой, но снабженные металлическими контактами для последующего проведения измерений. Полученная структура исследовалась путем измерения свойств электронного транспорта. Наиболее эффективные с точки зрения исследователей области созданной структуры впоследствии извлекались при помощи сфокусированного пучка ионов для дальнейшего изучения с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения (сфокусированный луч ионов позволяет отделить от трехмерной структуры тонкий слой материала).
В рамках проведенных исследований, техника отображения высокого разрешения показала, что описанным методом могут создаваться трехмерные гетероструктуры с резкими атомарными границами. Важнейшим из сделанных наблюдений, по мнению ученых, является тот факт, что техника позволяет изолировать любое обнаруженное загрязнение. Посторонние частицы всегда присутствуют на поверхности двумерных материалов. При склеивании отдельных листов материала они попадают между слоями, ухудшая электронные свойства готовых изделий. Присутствие этих частиц делает невозможным создание в лабораторных условиях истинных искусственных кристаллов, слои в которых удерживаются вместе силами Ван-дер-Ваальса. Вместо этого в лабораториях получаются отдельные слои материала, скрепленные через адсорбированные посторонние частицы. С помощью описанной методики подобные загрязнения можно изолировать, сделав поверхности отдельных слоев идеально плоскими, следовательно, улучшив электронные свойства итоговой конструкции.
Способность ученых проектировать трехмерные структуры из отдельных двумерных листов означает, что теперь они могут создавать новые электронные компоненты со специально разработанными свойствами. Традиционно электронные чипы ограничиваются двумерной геометрией, но созданные с помощью описанной методики структуры можно использовать также для изготовления микросхем с трехмерной архитектурой. Они, в свою очередь, обеспечат создание чипов памяти большей емкости или выполнение более быстрой обработки данных.
В настоящее время исследовательская группа занимается созданием еще более сложных слоистых структур, чтобы понять, как различные компоненты влияют на электронные, термические и механические свойства полученных трехмерных объектов.
Подробные результаты данной работы опубликованы в журнале Nature Materials.
Также по теме:
- Свойствами графена можно управлять при помощи механики
- «Покрывало» из графена охлаждает транзисторы
- Фотоприемник, созданный из графена и квантовых точек, бьет рекорды
- Капсулы из графена помогают наблюдать за процессом роста нанокристаллов
- Найден легкий способ выращивать нитрид бора
Источники: