Переходные металлы позволяют получить стабильные края графеновых структур
 Наноостровки графена на поверхности кобальта, а также схематическое изображение края этих структур. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Графен представляет собой плоский лист из атомов углерода, расположенных в узлах двумерной гексагональной кристаллической решетки. Этот «чудо-материал» впервые был синтезирован в 2004 году, и с этого момента он продолжает удивлять научный мир постоянно пополняющимся перечнем удивительных свойств. Многие научные группы считают, что в перспективе графен может найти применение в целом ряде технологических сфер, в частности, даже конкурировать с кремнием в электронике. Связаны такие прогнозы с тем, что электроны перемещаются по графену с очень большой скоростью, практически не рассеиваясь на атомах в узлах кристаллической решетки. Иными словами, электроны в графене ведут себя, как дираковы частицы, не имеющие массы покоя. В результате высокая проводимость графена может использоваться для создания транзисторов и других устройств, работающих на более высоких частотах, чем доступно электронике на сегодняшний день.
Создание устройств с использованием графена неизбежно будет связано с исследованиями контакта материала с металлическими электродами. Кроме того, сам графен должен быть выращен на подложке. Использование в качестве основания для роста графеновых структур таких материалов, как кобальт, интересно тем, что постоянная решетки кобальта соответствует в плоскости постоянной решетки графена. А это значит, что для выращивания стабильных слоев не требуется никаких дополнительных сложных надстроек, которые необходимы при наличии большого несоответствия решеток.
Опробовала эту возможность на практике научная группа из Brookhaven National Laboratory (США) с коллегами из Италии. Для этого, применяя вакуумное напыление и камеру со сверхвысоким вакуумом, при температуре в 600 К они нанесли молекулы гексабензокоронина на чистый кобальт, в результате чего на поверхности образовались хорошо изолированные наноостровки графена, которые впоследствии подверглись изучению при помощи сканирующей туннельной микроскопии.
В своей предыдущей работе ученые уже установили, как располагаются друг относительно друга атомы кобальта и углерода в полученной структуре. Они также наблюдали сильную связь между углеродом и кобальтом. В настоящее время команда, используя СТМ, измерила электронные свойства графеновых наноостровков, а также установила, что островки имеют хорошо упорядоченные края, стабилизированные за счет кобальта. Стабильность и вероятность образования различных вариантов краев была оценена также при помощи теоретических расчетов.
Как считают ученые, проделанная ими работа, а также сопутствовавшие вычисления, помогут в будущем лучше понять механизмы, лежащие в основе роста графеновых образцов. Кроме того, они надеются найти способы воспроизвести конкретные графеновые наноструктуры, что должно повысить шансы применения этого материала в реальных электронных устройствах.
Подробные результаты работы опубликованы в журнале ACS Nano.
Также по теме:
- Исследователи из Сингапура создали первый наноразмерный тепловой двигатель
- Дисульфид молибдена может вести себя, как металл
- Новые гибридные идеи для двумерной электроники
- Золото помогает фокусировать свет в графене
- Двумерные материалы повышают точность спектроскопии комбинационного рассеяния
Источники: