Свойства графена зависят от материала его подложки

Свойства графена зависят от материала его подложки

Исследователи из Массачусетского технологического института (США) установили, что графен, одноатомный слой углерода, химически и электрически проявляет в значительной степени не свои свойства, а свойства материала подложки, на которую он помещён.

Из-за своей предельной тонкости графен применяется исключительно вместе с какой-либо подложкой. Однако в зависимости от материала последней его электропроводность и химические свойства испытывали серьёзные изменения. По мнению авторов работы, это объясняется столь сильной тонкостью слоя атомов углерода, что электрические поля атомов материала подложки сильнейшим образом воздействуют на графен и его контакты с «внешним миром».

Из графена умудрились сделать даже транзистор — и это до полного осознания фундаментальных электрических и химических свойств нового материала! (Фото А. Гейма и К. Новосёлова.)

Конкретно в экспериментах исследовалась химическая активность графена с подложкой из (1) нитрида бора и (2) диоксида кремния.

Выяснилось, что с одними и теми же активными веществами, поступающими из внешней среды, в первом случае графен практически не реагировал, как и подстилающий его нитрид бора, а там, где ему предшествовал диоксид кремния, реакции шли довольно энергично. При этом ни в одном из случаев свойства графена не были похожи на свойства графита, теоретически наиболее близкого к нему химически. Иными словами, и электропроводность, и химические свойства графена определялись не собственным составом, а составом подложки.

Что из этого может следовать?

Учёные, во-первых, отмечают, что эффект потребовал создания «новой теории переноса электрона», которая потенциально может изменить многое в целом ряде прикладных разработок. Во-вторых, комбинирование двух материалов подложки в одном устройстве позволяет получать сенсоры для измерения концентрации тех или иных веществ.

Наконец, осознание факта зависимости химических свойств графена от подложки может привести к использованию его для борьбы с коррозией: материалы вроде меди или алюминия, покрытые слоем графена, придадут ему свои химические свойства и будут полностью защищены от коррозии, ведь атомы кислорода образуют связи с атомами графена и не смогут воздействовать собственно на защищаемые металлы. Правда, признаются авторы, для того чтобы такая защита стал экономически оправданной, требуется разработка более эффективных способов получения графена, пока далёких от совершенства именно по стоимости конечного продукта.

Подготовлено по материалам MIT News.

Источник: science.compulenta.ru

Похожие новости:
В графене создали запрещенную зону
Ученые создали в графене запрещенную зону, поместив его на изгибы подложки из карбида кремния. Работа опубликована в журнале Nature Physics, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Технологического института Джорджии. В качестве подложки ученые использовали карбид углерода, в котором создавались ..
2012-11-20 1784 0 Технология
0
Корейцы представили дешевый способ выращивания графеновых пластин
Институт передовых технологий компании Samsung (SAIT) совместно с учеными университета Сонгюнгван разработали простой и дешевый способ получения графеновых пластин больших площадей, сообщает Phys.org. Ожидается, что он может привести к всплеску использования графеновых волокон в электронной промышленности, ..
2014-04-10 2466 0 Технология
0
Samsung открыла новый способ выращивания графена
Едва Стэнфордский университет объявил о создании интегральной схемы на базе 20-нанометровых графеновых транзисторов, как с очередным громким заявлением выступила компания Samsung. Основаннный ею Институт передовых технологий Samsung (SAIT) в соотрудничестве со старейшим в Корее университетом Сонгюнгван открыл способ «бесшовного» ..
2014-04-04 1892 0 Технология
0
Физики разработали графеновый транзистор
Физики из Швеции и Германии представили прототип транзистора на основе графена и соединения кремния и углерода, которому не требуются металлические электроды. По словам ученых, роль электродов играют полоски графена, соединенные с карбидом кремния, являющимся полупроводником.По словам исследователей, функции ..
2012-07-19 1879 0 Технология
0
Ученые разработали новый способ охлаждения с графеном
Исследовательская группа из Калифорнийского Университета (University of California) разработала новый способ охлаждения с использованием многослойного графена для отвода тепла от нитрида галлия — полупроводниковый материал, используемый в различных устройствах, начиная от электрических автомобилей и заканчивая светофорами, сообщает «WordScience.org». Новый ..
2012-05-16 1884 0 Технология
0
Получен управляемый температурой магнитный материал
Физики из Калифорнийского университета в Сан Диего разработали материал, чьи магнитные свойства сильно зависят от температуры. Описание материала ученые представили на конференции Американского физического общества в Денвере, кратко о нем пишет BBC News. Основой материала стали тонкопленочные никель и оксид ванадия. Последний, ..
2014-03-08 1672 0 Технология
0
Созданы суперчувствительные графеновые датчики
Датчики, сделанные из изолирующего основания, покрытого листом графена с единственным толстым слоем атомов углерода настолько чувствительны, что могут обнаруживать отдельные молекулы газа, сообщает mysmi.net. Изменяя химические свойства изолирующего слоя, при этом не затрагивая графеновый слой, ..
2013-05-11 1864 0 Технология
0
Создан искусственный атом из графена
Международная группа ученых из Австрии, Германии и Великобритании создала искусственный атом из графена. Результаты работы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Nano Letters.Искусственным атомом или квантовой точкой называется структура, внутри которой электроны находятся «в ловушке». Они могут ..
2016-08-24 6934 0 Технология
0
Графен оказался идеальным материалом для бронежилетов
Физики в новом баллистическом тесте продемонстрировали высокую ударопрочность графена, а также сравнили его с бронежилетом. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте New Scientist. В новом тесте ученые использовали лазерный импульс, ..
2014-11-30 4063 0 Технология
4
Сверхпроводящий графен – скоро реальность
Свойства этого, толщиной в один атом углерода, материала, и так поражают своей уникальность. Исследователи обнаружили способ сделать графен сверхпроводящим. КПД электронных компонентов будет составлять 100%.Удалось это ученым кафедры энергетики Стэнфордского университета. Исследователи использовали луч ультрафиолета, высокой ..
2014-03-20 1890 0 Технология
1
Ученые создали сенсор ночного видения для линз
Контактные линзы с функцией ночного видения могли бы отлично вписаться в научно-фантастический фильм, но новые исследования показали, что существует способ, чтобы действительно придать нашим глазам возможность видеть в темноте. Группа ученых Electrical Engineers из Университета штата Мичиган создали ..
2014-04-07 2384 0 Технология
0
Из германия с участием физиков Германии создан германен
Испанские, французские и немецкие физики создали из германия графеноподобный материал — германен (английское «germanene»). Для его получения использовалось более дешевое, чем платина, золото. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале New Journal of Physics. Специалисты использовали золотую подложку, на которой осаждали ..
2014-09-10 1508 0 Технология
0
Разработан метод получения одноатомной микроэлектроники
Группа исследователей из университета Северной Каролины в США описала на страницах журнала Scientific Reports метод, который, по словам авторов, может применяться при создании микроэлектронных устройств толщиной в несколько атомов. Новая технология получения полупроводниковых слоев из сульфида молибдена схожа ..
2013-05-24 1445 0 Технология
0
IBM усовершенствовала графеновую интегральную схему
Исследователи IBM объявили о создании интегральной схемы, состоящей из трех транзисторов на основе графена (см. фото сверху). Встроив ее в радиоприемник прямого усиления, они смогли без искажений отправить текстовое сообщение. Графен представляет собой лист атомов углерода толщиной в один атом и известен своей ..
2014-02-01 1735 0 Технология
1
Терагерцовыми лазерами научились управлять с помощью графена
Группа физиков из Университета Манчестера в соавторстве с Нобелевским лауреатом Константином Новосёловым научилась с помощью графена изменять характеристики испускаемого излучения терагерцового лазера. Это стало возможным благодаря особым свойствам двумерного материала — возможности легко изменять его электронную структуру. ..
2016-01-15 1584 0 Технология
0