» » Ученые из РФ и США разработали методику превращения графена в наноалмазные пленки

Ученые из РФ и США разработали методику превращения графена в наноалмазные пленки

Ученые из РФ и США разработали методику превращения графена в наноалмазные пленки
©Small

Ученые НИТУ «МИСиС» и американские материаловеды разработали методику, позволяющую превращать многослойный графен в тончайшую наноалмазную пленку. Результаты исследования представлены в  статью в международном научном журнале Small.

Алмаз – материал, не нуждающийся в представлении, очень востребован и в ювелирной области, и в качестве технологически важных твердых покрытий, как широкозонный полупроводник для электроники, а также источник однофотонной эмиссии для будущих квантовых компьютеров.

Для всего вышеперечисленного, за исключением, возможно, ювелирных изделий, более перспективным с технологической точки зрения является алмаз в виде сверхтонких плёнок, что и побуждает научное сообщество к попытке создания подобной структуры.

“С уменьшением толщины технология синтеза алмазных плёнок усложняется. Традиционные методики выращивания алмаза толщиной в несколько атомарных слоёв не применимы и нами был предложен новый подход, позволяющий использовать многослойный графен как основу для их получения”, — сообщил ведущий научный сотрудник НИТУ “МИСиС”, д.ф.-м.н. Павел Сорокин.

Графен представляет собой двумерный слой атомов углерода, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. Нобелевская премия 2010 года по физике была присуждена Константину Новоселову и Андрею Гейму, выходцам из России, работающим в Великобритании, за получение и изучение первых образцов графена.

Шесть лет назад П.Б. Сорокин (Россия), Б.И. Якобсон (США) и их коллеги показали, что слои графена, уложенных друг на друга, можно в теории превратить в так называемый диаман, двумерный аналог алмаза, который будет оставаться стабильным при нормальном давлении и комнатной температуре.

Эта теоретическая работа, как отметил ученый, привлекла внимание со стороны многих ведущих физиков-экспериментаторов, попытавшихся реализовать их идею на практике.

“В разработанной теории было предсказано, что осаждение атомов водорода может позволить сформировать плёнки с числом слоёв до 30. Однако до сих пор экспериментально наблюдалось формирование алмазоподобной плёнки только из двухслойного графена. Очевидно, что теория требовала дополнения, которое учтёт возможные нуклеационные барьеры и объяснит расхождение с экспериментальными данными. Мы работали над этой проблемой вместе с нашими американскими коллегами более пяти лет.”, — пояснил Сорокин.

Ученые из РФ и США разработали методику превращения графена в наноалмазные пленки
Ведущий научный сотрудник НИТУ “МИСиС”, д.ф.-м.н. Павел Сорокин

Как отметил ученый, формированию алмаза препятствует возникновения сильных механических напряжений в структуре многослойного графена при осаждении на его поверхность атомов водорода или фтора. Это приводит к быстрому росту барьера нуклеации алмаза с увеличением числа слоёв в плёнке.

Проф. Борис Якобсон (США) сообщает: “мы показали, что осаждение сторонних атомов легко приводит к соединению только двух слоёв графена, а для более толстых пленок все же нужно прикладывать небольшое и всего лишь локальное давление для облегчения процесса алмазообразования, вполне достижимое в лабораторных условиях. Кроме того, требуется особым образом расположить слои графена”.

Теоретические результаты хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными, а предложенный подход как отмечают ученые, не имеет каких-то принципиальных ограничений на практике и вполне может применяться в промышленном производстве после решения всех сопутствующих инженерно-технических проблем.

Сергей Ерохин, один из авторов статьи, отмечает: “Важно то, что наша новая теория показывает, что подобным методом можно получить не просто нанопленки из кубического алмаза, а лонсдейлит, алмаз с гексагональной кристаллической решёткой. Такие лонсдейлитовые пленки еще не создавались ранее и наблюдались только как дефект в структуре алмаза”.

03 ноябрь 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Ученые улучшили катализаторы для разложения вредного газа

Ученые НИТУ «МИСиС» нашли способ ускорить разложение закиси азота – побочного продукт

Ученые НИТУ «МИСиС» усовершенствовали формулу расчета жесткости наноматериалов

Ученые НИТУ «МИСиС» предложили способ однозначного определения механической жесткости наноструктур. 

Скручивание графена открывает редкую форму магнетизма

Укладка однослойных и двухслойных графеновых листов с закруткой приводит к новым коллективным электронным состояниям, включая редкую форму магнетизма.

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена?

Таким провокативным заголовком химики из Чехии и Канады попытались обратить внимание коллег на изобилие публикаций по модификации графена дорогостоящими и токсичными реагентами, не имеющих под собой
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Ответ на вопрос – зачем в древности был нужен и как использовался «Римский додекаэдр».Америка-2020 как АтлантидаВ группе Дятлова их было 12 по АПВЕРГИДуАмериканская компания Pfizer объявила о создании рабочей вакцины от коронавирусаПирамида Хеопса состоит из трёх пирамидФизики говорят, что Вселенная наполнена загадочной субстанцией, называемой «квинтэссенцией»Настоящий Монте-КристоХаббл заметил тень от сверхмассивной черной дыры в галактике IC 5063