Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. а) изображение TEM сетки с нанесенным на нее графеном, сделанное сканирующим электронным микроскопом. Масштаб 5 мкм. b) Фрагмент графена без дефектов. Изображение получено с помощью темнопольной растровой просвечивающей микроскопии. c) два зерна, прилегающих друг к другу и разориентированных под углом 270. d) показаны многоугольники из атомов углерода, образующие межзеренную границу. Масштаб на рисунках b-d 5 А.
Рисунок 2. Процесс получения изображения темнопольной просвечивающей микроскопии. Масштаб 500 нм.
Рисунок 3. а) распределение бездефектных областей в графене по размерам. Средний размер домена составляет 250 нм. b) распределение границ раздела по углам разориентации. Данные получены из анализа 238 граница. c,d) дифракция с большой области и DF-TEM изображение малого масштаба.
Рисунок 4. a,b) AFM изображение до и после тестирования на прочность. Масштаб 200 нм. с) определение удельного сопротивления межзеренной границы в пленке графена.

Лоскутное одеяло из графена

Ключевые слова:  CVD, графен

Опубликовал(а):  Дё Виктор Владимирович

15 февраля 2011

Свойства поликристаллических материалов часто определяются размером зерен и строением межзеренных границ. Особенно это проявляется в двумерных материалах, в которых даже линейный дефект может привести к разрушению кристалла. Ярким примером подобных систем является очень популярный в последнее время графен. Согласно теоретическим работам границы между бездефектными областями в графене имеют определенные электронные, магнитные, химические и механические свойства, которые могут существенно влиять на свойства материала в целом.

В работе, опубликованной в Nature, подробно охарактеризовали домены (в оригинальной статье их называют зернами-grains) в однослойных пленках графена и границы между ними. Полученные данные являются значительным шагом в понимании того, как мембраны толщиной в атомный слой могут применяться в электронных и механических устройствах.

Исследователи сначала синтезировали монослои графена методом химического осаждения из газовой фазы в таких количествах, чтобы можно было наблюдать поликристалличность. Для характеризации полученных мембран на атомном уровне использовали темнопольную растровую просвечивающую электронную микроскопию (ADF-STEM). На рисунке 1 показана граница между двумя зернами. Они разориентированы относительно друг друга под углом 270, а их граница представляет собой последовательность пятиугольников, семиугольников и искаженных шестиугольников. Согласно анализу интенсивностей атомного рассеивания границы полностью состоят из атомов углерода.

С использованием темнопольной просвечивающей микроскопии была построена карта распределения нескольких сотен доменов по положению, ориентации и форме. На полученных изображениях можно видеть, что кристаллиты имеют очень сложную форму и различную ориентацию. Интересно, что в работе показаны центры, из которых радиально расходятся зерна (рисунок 2, е). Авторы предполагают, что эти центры являются центрами зародышеобразования. Средний размер кристаллитов составляет 250 нм, кристаллиты разориентированы друг относительно друга в пределах от 0 до 300, но преимущественно 7 и 300 (рисунок 3).

Также в работе изучено влияние межзеренных границ на механические свойства однослойной пленки графена. Было показано, что при приложении механической нагрузки иглой атомно-силового микроскопа пленка раскалывается по границе раздела зерен (рисунок 4). Для этого достаточно 100 нН. Таким образом, механическая прочность графена определяется его межзеренными границами.

Для изучения влияния границ раздела на электрические свойства поликристаллического графена определяли удельное сопротивление отдельной линии раздела. Контактной литографией осажденный на медной подложке графен «нарезали» полосками шириной 3 мкм и переносили на предварительно приготовленную подложку. На подложку перед этим наносили золотые контакты и создавали выемку, благодаря которой графеновая полоска находилась в подвешенном состоянии. Готовое устройство схематически изображено на рисунке 4,с. Наличие границ раздела по идее должно приводить к резким падениям потенциала. Однако никаких падений обнаружено не было. Это свидетельствует о том, что линии раздела практически не влияют на сопротивление всего материала. Столь слабое влияние сильно контрастирует с тем, что часто наблюдают в других материалах, таких как комплексные оксиды, где наличие межзеренных границ в монокристаллах может приводить к увеличению сопротивления в миллион раз.


Источник: Nature



Комментарии
И как же он будет работать в трубке, если при нагузке "рассыпается"?
Это при механических нагрузках. А электричество проводить продолжает. Может быть не так?
Бороненко Сергей Юрьевич, 17 февраля 2011 13:50 
мне кажется это просто чуть чуть не доделанная работа!(

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

 

"Ложка дёгтя в бочке мёда"
"Ложка дёгтя в бочке мёда"

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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.