Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Изображение поверхности мезопористой нанографитной пленки (a) и структуры составляющих ее нано-кристаллитов графита (b).
Рисунок 2. Изображение поверхности графитной пленки нанометровой толщины.
Рисунок 3. Фотографии катодолюминесцентных ламп с нанографитными холодными катодами.

Нано-графитные пленки: получение, свойства, применения

Ключевые слова:  материаловедение, периодика, углеродные материалы

Автор(ы): проф. А.Н. Образцов

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

16 сентября 2009

Различные формы графитных материалов широко используются в науке и технике. В последнее время значительное внимание привлекают наноструктурированные формы материалов, имеющих атомную структуру, аналогичную графиту. К таким материалам относятся, в частности, фуллерены, углеродные нанотрубки, наноконусы. Кроме этого относительно недавно была продемонстрирована возможность получения графита в виде моно-атомных слоев (графен). Структурные характеристики таких нано-графитных материалов приводят к возникновению ряду уникальных особенностей в их физических свойствах, которые могут быть использованы для создания новых типов электронных и оптических приборов и устройств.

В настоящей работе разработан метод получения графитных материалов в виде пленок, состоящих из высокоупорядоченного графита толщиной в несколько нанометров. Основой разработанного метода является плазмохимическое осаждение углерода из смеси водорода и метана, активированной разрядом постоянного тока. В зависимости от параметров процесса синтеза таких пленок атомные слои, составляющие нанографитный материал, имеют ориентацию перпендикулярно или вдоль подложки.

На рисунке 1 представлены электронно-микроскопические изображения, демонстрирующие основные структурные особенности мезопористых нанографитных пленок, состоящих из кристаллитов с преимущественной ориентацией атомных слоев перпендикулярно подложке. На рисунке 2 представлено, полученное с помощью атомно-силовой микроскопии, изображение топологии графитной пленки нанометровой толщины, в которой атомные слои параллельны подложке. В обоих случаях наблюдается высокое кристаллографическое упорядочение графитных наноматериалов, имеющих атомарно гладкую поверхность.

Такие структурные характеристики позволяют использование этих пленок для создания приборов вакуумной и оптоэлектроники, а также перспективны для разработки новых типов электронных приборов. В качестве примера на рисунке 3 представлены фотографии вакуумных катодолюминесцентных ламп, изготовленных с использованием нанографитных мезопористых пленок в качестве холодных эмиссионных катодов. Были изготовлены также рентгеновские и индикаторные трубки. Благодаря использованию нанографитных катодов, характеристики изготовленных лабораторных прототипов ламп соответствуют лучшим параметрам светодиодных источников света, а при дальнейшей оптимизации конструкции и используемых материалов (в первую очередь катодолюмнофора) могут существенно превзойти их. Изготовленные образцы рентгеновских и индикаторных трубок также обладают рядом существенных преимуществ, включая пониженное энергопотребление, постоянную готовность к включению, возможность работы в импульсном режиме и др.

Нами была также продемонстрирована возможность использования нанографитных пленок для создания быстрых широкополосных детекторов оптического излучения. В этом случае используется уникальные электронные свойства графена, приводящие к чрезвычайно высокой подвижности носителей, баллистической проводимости и сильному электрон-фононному взаимодействию. Полученные экспериментальные данные указывают на возможность наблюдения эффекта поля в тонких графитных пленках, что позволяет создавать на их основе разнообразные электронные приборы, обладающие уникальными характеристиками (сверхвысокие частоты, малое энергопотребление) и при этом выполненные в виде гибких конструкций, устойчивых к механическим воздействиям и работоспособные в условиях повышенных температур.

Проф. А.Н. Образцов, физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, НОЦ МГУ по нанотехнологиям, подготовлено в рамках Международной конференции «Высокие технологии – стратегия XXI века»


В статье использованы материалы: Высокие технологии, НОЦ МГУ


Средний балл: 10.0 (голосов 5)

 



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

 

Самая маленькая в мире валентинка от IBM
Самая маленькая в мире валентинка от IBM

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

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.

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.