Открыто явление самостоятельного восстановления структуры графена

Исследование, которое проводили ученые из Университета в Манчестере (The University of Manchester) и их коллеги из Лаборатории сканирующей просвечивающей электронной микроскопии в Дэрсбери (SuperSTEM facility at Daresbury Laboratory) при Исследовательском Совете по вопросам Инженерных и Физических Наук (Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC), было опубликовано в недавнем выпуске издания Nano Letters. Научная работа проливает свет на некоторые неизученные до настоящего времени особенности графена, благодаря разумному использованию которых можно будет раскрыть новые области применения этого материала.

Графен, как известно, является углеродным материалом, состоящим из слоев толщиной всего в один атом. Примечателен он прежде всего своими электрическими свойствами, которые тем не менее дополняются и другими полезными характеристиками, регулярно попадающими в поле зрения ученых.

Изображение показывает, как структура графена самостоятельно восстанавливается, затягивая нано-отверстие, образовавшееся вследствие взаимодействия с металлом

Команда исследователей под руководством Константина Новоселова, получившего в 2010 году Нобелевскую премию по физике за открытия в области свойств графена, изначально намеревалась точно установить, каким образом этот материал взаимодействует с металлами, что крайне важно для дальнейшего практического применения в электронных устройствах.

Для этого ученые воспользовались мощным электронным микроскопом, находящимся в Лаборатории SuperSTEM. Сканирующий просвечивающий электронный микроскоп позволяет изучать различные материалы в количествах, не превышающих порой нескольких атомов. В ходе экспериментов исследователи выяснили, что металлы способны вызывать появление «дыр» в пластинах графена, что может негативно сказаться на работе базирующегося на графене электронного устройства.

Графен считается одним из самых прочных материалов на Земле

Однако затем команда ученых с удивлением обнаружила, что часть из этих отверстий спонтанным образом «затягивалась»,  - происходило это за счет близлежащих атомов углерода, которые не были плотно связаны со слоем графена. Иными словами, ученые наблюдали самостоятельное восстановление структуры графена.

Доктор Квентин Рамассе (Dr Quentin Ramasse), научный директор проекта SuperSTEM заметил: «Это был волнующий и неожиданный результат. Факт, заключающийся в том, что графен способен «лечить» себя при определенных условиях, поможет нам перейти от сугубо теоретических концепций к реально работающим устройтсвам. Теперь мы можем создавать изделия из графена, не только разрушая его структуру на атомном уровне, но и направлять ее самостоятельное преобразование в новые формы. Мы получаем больше свободы для нашего нанотехнологического инструментария и будем стремиться расширить сферы применения графена в электронике».