Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. TEM-изображения образцов графена: а. графеновые листы на перфорированной медной фольге, масштаб 1 мм; b. микрофотография самого графенового листа, масштаб 10 нм.
Рис.2. Изображение адатомов: а. адатом углерода (указан чёрной стрелкой), b. профиль интенсивности, полученный суммированием нескольких изображений (чёрный), и рассчитанный профиль (красный). Вставка: рассчитанное изображение адатома. с. модель адатома углерода на поверхности графена, d. адатом водорода на том же образце (темно-серые пятна, выделены красными стрелками, чёрная стрелка – адатом углерода), e. профили интенсивности, суммарный (чёрный) и рассчитанный (красный), f. модель адатома водорода на поверхности графена. Масштаб 2 нм.
Рис.3. Динамика дефектов на поверхности. a-c. Образование вакансии под действием электронов. Между a и c прошло 50 минут. d-f. Две вакансии (d) захватывают (e) довольно большой адсорбат с массой порядка нескольких масс углерода на одной из вакансий, через 5 минут всё исчезает (f), вакансии «замещаются» на атомы адсорбата. Масштаб 2 нм.
Рис.4. Адсорбция на молекулярном уровне. a. Молекула находится между другими адсорбатами (указана стрелкой), b-d. миграция углеродной цепи, при этом один конец на каждом «шаге» закреплён. Масштаб 2 нм.

Динамика лёгких атомов и молекул на подложке графена

Ключевые слова:  TEM, адсорбция, атомарное разрешение, графен, динамика дефектов

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

23 октября 2008

Основная задача практически любой микроскопии - представить в понятном для человеческого сознания виде строение отдельных строительных блоков материи, будь то живая или неживая. Быстрое развитие сканирующей туннельной микроскопии позволило увидеть отдельные атомы лишь на проводящих поверхностях, что сильно ограничивает применимость данного метода. Просвечивающая электронная микроскопия развивалась более медленными темпами, и на сегодняшний день с помощью данной методики можно достоверно определять фактически только тяжёлые атомы. Детектирование индивидуальных лёгких атомов, например, углерода или водорода, на каких-либо поверхностях до недавнего времени оставалось практически неразрешимой задачей из-за малой контрастности изображения, получаемого с помощью TEM.

Авторы работы, опубликованной недавно в Nature Letters, предложили направление, в котором, по-видимому, продолжатся дальнейшие исследования и разработки данных методик, несмотря на разрушительное воздействие электронного пучка на материал. На медную сетку, которая обычно используется при съёмке TEM, были нанесены листы графена (рис.1), после чего производилась съёмка TEM-изображений с помощью достаточно качественных и в тоже время быстрых CCD детекторов. При этом после специальной обработки изображений величина шумов была уменьшена до 0.12%. Это позволило получить субатомное разрешение, в том числе и увидеть отдельные адатомы на поверхности графена.

На рисунке 2 показаны TEM-изображения адатомов углерода и водорода на поверхности графена. Дальнейшее исследование показало, что с помощью данной методики можно также отслеживать поведение вакансий (рис.3), которые образуются под действием мощного пучка электронов, и даже снимать целые «эпопеи» о том, как ведут себя сорбированные молекулы на поверхности тех или иных материалов (рис.4).

В заключение стоит отметить, что визуализация подобного рода объектов (отдельных атомов и молекул) и процессов (динамика их передвижения по поверхности, зарождение и исчезновение вакансий) – это новый уровень чувствительности той техники, которая используется в повседневной практике учёных. Возможно, что в скором будущем это позволит более подробно и качественно описывать явления, которые происходят на поверхностях катализаторов и в наноэлектронных устройствах на основе графена, а также лежат в основе многих биологических процессов.




Комментарии
Владимир Владимирович, 23 октября 2008 08:17 
Пожалуй, визуализация легких атомов -трудная задача, но я нахожу ТЕМ изображения уважаемого "Dusha" более яркими и убедительными (как не специалист). Интересно было бы услышать его мнение об этой статье!

Кстати, "будь то живая или неживая" - очень лирическая вставка особенно в лингвистически ошеломляющем согласовании с жемчужиной вступления: "строение отдельных строительных блок материи". (Типа: "блока-бяка живая иль мертвая" )
(Но, повинюсь, критиковать, да всякие прочие хулиганства учинять с языкомаханием, намного легче, чем переводить...)
Извиняюсь, конечно же "блоков материи"...мой недогляд...;)

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наномалина
Наномалина

Конкурс логотипа ФНМ МГУ
Факультет наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет творческий конкурс логотипа (эмблемы) ФНМ, работы принимаются с 21 августа до 15 сентября 2019 года. Участники - все, кто имеет или когда бы то ни было имел отношение к ФНМ МГУ: студенты, аспиранты, преподаватели, сотрудники, выпускники, а также все творческие люди из большой университетской семьи.

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.