Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Наноленты с границами типов "кресло" (a) и "зигзаг" (b)
Рис. 2. Фотографии однослойного графена после травления. Видны разрезы, сделанные наночастицами Ni
Рис. 3. Образование разрезов, ориентированных в одном кристаллографическом направлении
Рис. 4. Ключевые закономерности при травлении однослойного графена

Анизотропное травление графена как путь к получению нанолент

Ключевые слова:  графеновые наноленты, травление

Опубликовал(а):  Леготин Евгений Александрович

08 июля 2009

Графен в форме нанолент интересен как потенциальный материал для наноэлектроники и спинтроники. В зависимости от краевой структуры (рис. 1), наноленты из графена могут проявлять металлические свойства (в случае границы типа “зигзаг”), либо (в случае границы типа “кресло”) иметь запрещенную зону, ширина которой определяется поперечным размером ленты.

Получение графеновых нанолент требует применения плазменного травления и электронной литографии; известны также химические методы их синтеза. Эти способы, однако, не позволяют получать срезы, ориентированные в каком-то определенном кристаллографическом направлении. Данного недостатка лишен метод, предложенный недавно коллективом авторов из США и Бразилии. Каталитическим гидрированием однослойного графена исследователям удалось получить наноленты, равносторонние треугольники и другие геометрические фигуры.

Для подготовки к травлению образцы однослойного графена, нанесенного на подложку SiO2/Si, обрабатывали раствором NiCl2 и выдерживали при 90°С для удаления воды. Далее образцы подвергались двухстадийному отжигу в токе аргоно-водородной смеси. Вначале образцы выдерживали в течение 20 минут при температуре 500°С, при этом получались каталитически активные наночастицы Ni. Травление проводили при 1000°С в течение 25 минут. Авторы отмечают, что наночастицы Ni катализируют также и рост углеродных нанотрубок, что в особенности заметно при малых концентрациях Ni.

На рис. 2 представлены изображения, полученные исследователями с помощью атомно-силового микроскопа. Частицы никеля при движении вдоль графеновой плоскости адсорбируют атомы углерода, которые затем реагируют с водородом, образуя метан. На фотографиях отчетливо видны траншеи, оставленные такими наночастицами в слое графена. Каждая отдельная траншея имела постоянную ширину, во всех случаях не превосходящую 10 нм. В отличие от треков, наблюдаемых в аналогичных опытах по травлению графита, треки частиц в графене не пересекают друг друга. Приблизившись к уже имеющейся траншее на расстояние ~10 нм, частица поворачивает на угол 60° или 120° (рис. 3). Иначе говоря, отражение или отклонение частицы происходит с сохранением типа краевой структуры – “зигзага”, либо “кресла”. Такое поведение наночастицы наблюдали в 98% случаев (всего зарегистрировано более 200 траншей). Описанные закономерности показаны на рис. 4.

Авторы полагают, что проделанная работа откроет новый путь к изучению графеновых наноструктур. Работа “Anisotropic Etching and Nanoribbon Formation in Single-Layer Graphene” опубликована в журнале Nano Letters.


Источник: Nano Letters



Комментарии
Да это просто "Диггер" какой-то.

Красиво, но как-то не очень управляемо.
Это не "Диггер", Александр Ринатович, это выявление частичных дислокаций.
Вектор Бюргерса не является больше вектором крист- ой решётки и, поэтому, его длина не обязательно целое число. Кроме того, одной стороной дислокации является дефект упаковки.
Кому интересно, можно посоветовать:
С.Амелинкс, "Методы прямого наблюдения дислокаций",Изд-во "Мир", Москва 1968,
Amelinckx S., Delavignette P., в сб. "Direct Observation of Imperfections in Crystals", New York, 1962.
Heerschap M. "Electron microscope study of interlammelar compounds of graphite with bromine, iodine monochloride and ferric chloride@, Carbon, 1964,v.1,No3, pp.235-243.
Хм... Ну, это шутка была про "Диггера".

А в однослойном графене тоже есть дислокации?
Да понятно, действительно было похоже.

А в однослойном графене тоже есть дислокации?- что- то не похоже на однослойный графен, во первых. Да и вот, например в "Многостадийное разрезание графена на фрагменты заданной формы было написано: Известно, что каталитические частицы, используемые для разрезания графена, концентрируются преимущественно вдоль границ "ступенек". Какие такие "ступеньки" в однослойном графене? А так, конечно есть- см Амелинкс.
Ну а во вторых открою Вам страшную тайну, только тс-ссс, никому не говорите! . Для получения графенов ( жуткое конечно слово, тот француз, который придумал его где- то в 80х на замену графитоподобного слоя, даже не подозревал, во что это выльется) пока в основном используется HOPG( ВОПГ, высокоориентированный графит и т.д.). Его же появление было связано в основном с попыткой получить совершенный искусственный графитовый материал, приближающийся или соответствующий по свойствам естественному графиту. Свойства ЕГ ( не путать с ЕАГ!!!) зависят от месторождения и наилучшими свойствами, практически идеальными обладают кристаллы графита из Тикондероги ( чудовищных размеров кристалл лежит (?) в каком- то американском музее) и мадагаскарский ЕГ. Но- примеси, от которых не удавалось избавиться и случайность находок портили всё дело.
Ну так вот, хотя и получили чистый HOPG, но дефектов в нё-ём, ну очень много, практически скопище дефектов.
Например, у A.W.Moore'а описывался случай, когда два образца HOPG с одинаковым углом разориентации (мерило качества)имели разную направленность температурной зависимости электросопротивления. Лауэграмма- вместо отдельных точек как у ЕГ- круги. Ну и etc,etc.
Ну и все дефекты в той или иной форме остаются в тех графенах, пачках графенов.

Да, на всякий случай вопрос-ответ:А в однослойном графене тоже есть дислокации?-в однослойном- точечные дефекты.
Ну что, так и оставим?
А как вам, господа следующее-
показан нетрадиционный способ декорирования дефектов подложки, неотъемлемого и весьма важного соучастника всех процессов?
Спасибо за разъяснения

Насколько я помню, синтетический технический графит получают пропусканием тока через антрацит (процесс Ачесона (?)) и чистят от примесей продуванием хлора. Немало графита (порошкообразного) получается в чёрной металлургии. Дефектов в них, наверное, немеряно.

Статью, наверное, так и оставим (хотя это не мне решать)

Про "нетрадиционный способ декорирования дефектов подложки" наверное, Вам лучше написать сюда небольшую статью (в раздел Публикации)
(процесс Ачесона (?))- да! Ещё немного патоки сладкой (как связующего) и будет нам "полный Ачесон". Использовали потом вместо хлора фреон, но из-за нового хладагента, ой , простите, озоновой дыры или снова хлор, или ничего. Не знаю, сейчас он становится реликтовым эндемиком, всё больше из страны, где "Солнце встаёт над рекой Хуанхэ,..".

Статья чрезвычайно интересна и полезна, за что же её так? Если обращать внимание на дефекты подложки и как они взамодействуют с углеродом при высокой темп-ре и в присутствии металла- катализатора, то очень неплохой диссер может получиться.
Всё- таки нужно больше обращать внимание на поверхность. Ой, кажется это кто- то уже говорил. Опять опоздал.
Статья- лучьше почитать Амелинкса, и про то как получать графены, и как избегать деформаций и, и, и... Да и время, живёшь в аэропорту.
Статья чрезвычайно интересна и полезна, за что же её так?
прошу прощения, имел в виду представленную Евгением Александровичем.

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

 

Нанояблоки (научная имитация)
Нанояблоки (научная имитация)

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.