Еще один шаг графена к электронным устройствам
Команда исследователей ORNL во главе с Бобби Самптером, Винсентом Менье и Эдуардо Крус-Сильвой выяснила какой процесс отвечает за формирование петель в графене. Структурные петли, которые образуются в процессе очистки графена могут создать материал идеально подходящий для производства электронных устройств. Исследование такого рода задач представляет большой интерес для электронной промышленности.
"Графен является восходящей звездой в мире материалов, учитывая его потенциал для использования в создании точных электронных компонент, таких как транзисторы и другие полупроводниковые элементы", говорит Бобби Самптер, научный сотрудник ORNL.
Ученые провели моделирование методом квантовой молекулярной динамики и симулировали процесс очистки графена. Описание можно найти в статье, опубликованной в Physical Review Letters. Расчеты, выполненные на суперкомпьютерах ORNL ученые называют промежуточным шагом в процессе обработки.
Испытания показали, что при получении снимков графена при помощи просвечивающего электронного микроскопа, подвергающего графен электронному облучению, электроны изменяют структуру материала.
Моделирование ORNL показано, как количество петлей (сверху, окрашены в голубой) между слоями графена могжет быть уменьшено с помощью электронно-облучения (внизу).
Исследование опирается на открытия, обсуждавшиеся в научных кругах в 2009 году, когда Менье и Самптер продемонстрировали процесс, который очищает края графена, пропуская через него ток (процесс известен как Джоулев нагрев). Графен проявляет свои чудесные свойства только когда его ребра единообразны и чисты, это определяет, насколько эффективно он может пропускать электроны, что имеет решающее значение. "Представьте, у вас есть мечта - спортивный автомобиль, но потом вы понимаете, что у него квадратные колеса. Какая от этого польза? То же самое с неровными краями на графене", говорит Менье.
Последние эксперименты показали, что процесс разогрева может привести к образованию нежелательных петель, соединяющих различные слои графена. В документе разъясняется атомистическое понимание того, как облучение электронами в электронном микроскопе влияет на процесс очистки графена, предотвращая формирование петель.
"Мы можем очистить ребра, и не только это, мы можем понять, почему мы можем очистить их", говорит Менье.