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

 

Пористый никель
Пористый никель

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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.