Сайт переехал physreal.com

science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2024
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 2730
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2011-07-22 08:38:03, обсуждение: 0
НОВОСТИ ФИЗИКИ | НАНОТЕХНОЛОГИИ

Как можно получить свернутый графен?

В недавно опубликованном номере журнала Physical Review B американские ученые из университета города Беркли, Калифорния, рассказывают о том, как можно получить свернутый графен, а также о некоторых интересных свойствах, которые появляются у таких структур.

Свернутый в виде самолетика лист бумаги стремительно летит вверх. Еще несколько секунд назад недвижимо лежащий на столе и лениво падающий к полу, если вдруг кто-то невзначай столкнет его своим неловким движением. Это простой пример того, как в макромире сворачивание придает объекту не только новую форму, но и новые свойства. В наномире лист бумаги чем-то напоминает графен – моноатомный слой sp2 гибридизированных углеродных атомов. Его модуль Юнга (характеризующий способность материала сопротивляться упругой деформации при растяжении или сжатии) высок в продольном и низок в поперечном направлении. Это значит, что лист графена так же легко разорвать в поперечном направлении как и лист бумаги, проткнув его ручкой, и так же трудно в продольном, если тянуть его за край, пытаясь разорвать пополам. Складывание может привести к появлению интересных свойств в графене. В журнале Physical Review B американские ученые из университета города Беркли, Калифорния, рассказывают о том, как можно получить свернутый графен, а также о некоторых интересных свойствах, которые появляются у таких структур.

Свернутый графен они назвали графолдом (grafold, от англ. GRAphene – графен, FOLD – сворачивать). В работе были получены самые разнообразные структуры графолда от структуры с единственной складкой до периодических структур с несколькими складками. Однако свернуть графен можно не во всех направлениях. Это объясняется гексогональной структурой кристаллической решетки материала. На рис.1 показаны лишь некоторые возможные варианты. Направление линии изгиба определяется относительно вектора a1 – a2, где a1,a2 – обычные трансляционые векторы кристаллической решетки графена. Если угол изгиба θ не делится без остатка на 300, при складывании произойдет относительный поворот между листов графена (рис.1b).

figurochka_1.jpg Рис. 1. Свернутый графен. а) Графен перед сворачиванием. Синим цветом обозначены линии сгиба. b) Графолд с трехслойной складкой. Верхний, средний и нижний слои показаны синим, красным и желтым цветом соответственно. с) Случай, когда линии изгиба параллельны друг другу. d)-g) Вид сверху на свернутый в три слоя графен для различных конфигураций углов сворачивания и вектора разности трансляционных векторов кристаллической решетки графена.

Для сворачивания листа графена на нем необходимо обозначить линию изгиба. Это можно сделать с помощью рельефной подложки для формирования графена. Например, медной фольги толщиной 25 мкм. Рельеф создается методом электронно-лучевой литографии. Толщина получаемых линий от 1 до 2 мкм. В качестве резиста используют полиметилметакрилат, который после травления раствором Na2S2O8 удаляется ацетоном.

figurochka_2.jpg Рис. 2. СТМ и дифракционные изображения свернутого графена. На рисунке f) – Дифракционные интенсивности для трех областей для А и В точек, а такде их суммы (в области складки, интенсивность от атомов внешних слоев).

В работе был получен графолд с трехслойной складкой (рис.1h слева). На рис.2 представлены результаты сканирующей туннельной электронной микроскопии этого образца. На рис.2b отчетливо просматривается вертикальная светлая полоса (место наложения трех слоев). Светлые точки, беспорядочно расположенные на изображении, – это атомы или молекулы, которые или попали в складку, или адсорбировались на места изгибов в процесс приготовления образца. В дополнение к СТМ с помощью дифракционной микроскопии были получены изображения кристаллической решетки в трех областях графолда (однослойной, трехслойной и однослойной, рис. 2c,d,e соответственно). Как и ожидалось, трехслойная структура графолда подтвердилась. Это видно на рис.2d, на котором синими кружочками (линия В) обозначены атомы углерода внутреннего слоя, а красными (линия А, интенсивность точек больше, чем на первой и третьей картинке) – атомы углерода внешних слоев. Так как угол между линиями А и В мал и составляет всего 0,4 градуса, это значит, что линии изгиба почти параллельны друг другу, что хорошо согласуется с результатами СТМ.

figurochka_3.jpg Рис. 3. Зонная структура двухслойного графена в зависимости от взаимного сдвига двух слоев.

Зачем же нужен графолд? Прежде всего ученых интересует изменение электронных свойств графена при его свертывании. Как изменится его проводимость, каковы особенности зонной структуры? С этой целью в работе была исследована зонная структура двух слоев графена в зависимости от степени взаимного сдвига атомов кристаллической решетки (рис.3). В результате параметров сдвига происходит усложнение зонной структуры, смещаются экстремумы, в некоторых случаях незначительно перекрывающиеся и сдвинутые относительно так называемой К-точки (равновесной точки, в которой максимум валентной зоны и зоны проводимости совпадают при отсутствии сдвига).

На рис.4 показаны результаты численного моделирования графолда свернутого под углом 0 градусов с трехслойной складкой, свободно лежащего на плоской поверхности. Из рисунка видно, что полученная зонная структура очень сложна и имеет многочисленные максимумы и минимумы. На вставке видно, что крайние экстремумы испытывают слабое перекрытие, что говорит о полуметаллических свойствах графолда.

figurochka_4.jpg
Рис. 4. Зонная структура свободно лежащего свернутого в три слоя графена.

Очевидно, что из графолда можно создавать периодические структуры – новый тип сверхрешеток, электронные и оптические свойства которых еще предстоит изучить. Также предполагается, что графолд можно будет использовать в качестве идеальных интеркаляционных платформ для других атомов или молекул. Авторы статьи интеркалировали молекулы фуллерена в графолд. На рис. 5 – СТМ изображение внедренного фуллерена (справа, красная рамка) и его эскиз.

figurochka_5.jpg
Рис. 5. а) СТМ изображение внедренного фуллерена. b) Схематическое изображение внедренного в складку фуллерена.

Результаты работы опубликованы в статье:

Kwanpyo Kim, Zonghoon Lee, Brad D. Malone, Kevin T. Chan, Benjamín Alemán, William Regan, Will Gannett, M. F. Crommie, Marvin L. Cohen and A. Zettl Multiply folded graphene. – Phys. Rev. B. – 2011. – Volume 83. – Issue 24. – P. 245433 [8 pages].


nanonewsnet.ru



БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Примерно половина тепла, излучаемого Землей, генерируется в процессе радиоактивного распада таких элементов, как уран и торий
Аномалия «Пионеров» объясняется воздействием собственного теплового излучения аппаратов
На «Теватроне» был открыт новый барион
Получено самое мощное магнитное поле — 91,4 Тесла
Восстановленный оксид графена может быть хорошим полевым эмиттером