Uued uurimistulemused grafeeni kohta

Kahemõõtmelised materjalid lubavad revolutsioonilisi edusamme elektroonikas ja fotoonikas, kuid paljud kõige lootustandvamad kandidaadid lagunevad mõne sekundi jooksul pärast kokkupuudet õhuga, muutes need praktiliselt sobimatuks teadusuuringuteks või praktiliste tehnoloogiatega integreerimiseks. Siirdemetalli dihalogeniidid on väga atraktiivne, kuid samas väljakutseid pakkuv materjalide klass; nende prognoositavad omadused sobivad hästi järgmise põlvkonna seadmetele, kuid nende ülikõrge reaktsioonivõime õhus takistab isegi nende põhistruktuuri iseloomustamist.

Manchesteri ülikooli riikliku grafeeniinstituudi teadlased on nüüd esimest korda saavutanud ühekihiliste siirdemetallidijodiidide aatomresolutsiooniga pildistamise, luues grafeeniga suletud TEM-proove, mis takistavad nende väga reaktiivsete materjalide lagunemist kokkupuutel õhuga.

See ajakirjas ACS Nano avaldatud uurimus näitab, et kristallide täielik kapseldamine grafeenis säilitab aatomiliselt puhtad liidesed ja pikendab nende eluiga sekunditest kuudeni.

See võimalus tuleneb anorgaanilise templite edastusmeetodi täiustusest, mille *Nature Electronics* meeskond on varem välja töötanud ja teatanud ning mis paneb aluse stabiilsete, suletud proovide tootmisele.

"Algselt oli nende materjalide käsitsemine peaaegu võimatu, kuna need hävisid täielikult mõne sekundi jooksul pärast õhuga kokkupuudet, muutes traditsioonilised ettevalmistusmeetodid lihtsalt kasutuskõlbmatuks," selgitas dr Wendong Wang, kes osales ülekandetehnoloogia väljatöötamises ja asjakohaste proovide ettevalmistamises. "Meie meetod kaitseb proove ilma tarbetute ülekandeetappideta. See võimaldab valmistada proove, mis säilivad mitte ainult tundide, vaid ka kuude jooksul ning mida saab rahvusvaheliselt erinevate institutsioonide vahel üle kanda, lahendades suure kitsaskoha kahemõõtmeliste materjalide uurimise valdkonnas."

"Kui suutsime valmistada stabiilseid proove, saime nende materjalide kohta teha huvitavaid tähelepanekuid, sealhulgas tuvastada kõige õhemate proovide ulatuslikke lokaalseid struktuurseid variatsioone, aatomidefektide dünaamikat ja servastruktuuri arengut," ütles dr Gareth Teton, kes juhtis selle töö jaoks transmissioonielektronmikroskoopia pildistamist ja analüüsi.

Pilt Manchesteri ülikoolist

"Kahemõõtmeliste materjalide struktuur on tihedalt seotud nende omadustega. Seetõttu eeldatakse, et erinevate kristallide struktuuride (alates ühekihilisest paksuseni) ja nende defektide käitumise otsene jälgimine annab teavet nende materjalide edasiseks uurimiseks, vabastades seeläbi nende potentsiaali tehnoloogilises valdkonnas."

"Mind erutab kõige rohkem see, et see uurimus avab varem ligipääsmatud teadusvaldkonnad. Me teame teoreetiliselt, et paljudel aktiivsetel kahemõõtmelistel materjalidel on elektroonikas, optoelektroonikas ja kvantrakendustes silmapaistev jõudlus, kuid meil ei ole õnnestunud saada laboris stabiilseid proove, et neid prognoose kontrollida," kommenteeris riikliku Graphene Instituudi uurimistööd juhtinud professor Roman Gorbatšov.