Ученые приспособили лазер для создания идеальных листов графена
Лазеры в науке, Сделано в России 05.04.2022 Комментарии к записи Ученые приспособили лазер для создания идеальных листов графена отключеныХимики из России детально изучили взаимодействия лазерного излучения и частиц оксида графена, что позволило им создать новую методику для получения листов этого двумерного материала, не содержащих в себе дефектов. Об этом в среду сообщила пресс-служба МФТИ со ссылкой на статью в журнале Carbon.
«Результаты исследования проливают свет на поведение оксида графена при экстремальных температурах — в области, где проведение прямого экспериментального анализа практически не представляется возможным. Понимание процессов, описанных в работе, может помочь в дальнейшем развитии и оптимизации методов получения высококачественного графена с большой площадью монокристаллов», — говорится в сообщении.
В последние годы графен и другие «плоские» материалы начали применяться в различных высокотехнологичных областях. Их более широкому использованию пока мешает то, что химикам не удавалось создать такую методику производства этих материалов, которая бы позволяла производить крупные листы графена и его аналогов, лишенные существенного числа разрывов, складок и других дефектов.
Группа российских исследователей под руководством Станислава Евлашина, ведущего научного сотрудника «Сколтеха», уже несколько лет работает над решением этой проблемы после того, как они открыли необычный эффект, связанный с взаимодействиями мощных лазерных лучей и частиц оксида графена. Как выяснили тогда ученые, облучение оксида графена приводило не к его разрушению, а к формированию частиц графена, содержащих в себе минимум дефектов.
Лазерная обработка графена
Это, по словам исследователей, происходило даже тогда, когда графен облучался лазером не в вакуумной камере, а в обычной воздушной среде, в которой углеродные материалы обычно быстро сгорают. Открытие этого необычного эффекта заставило Евлашина и его коллег детально просчитать то, что происходит при взаимодействиях между частицами оксида графена и лазерными лучами.
Эти расчеты указали на то, что лазерное излучение воздействовало на частицы оксида графена двумя противоположными путями. С одной стороны, оно действительно способствовало разрушению двумерного материала в результате его окисления, а с другой — способствовало так называемому «отжигу», устранению дефектов в структуре кристаллической решетки графена.
«Наши расчеты показали, что эти процессы разнесены в пространстве. Разрушение происходит в окрестностях дефектов и на границах графеновых листов, а отжиг же наблюдается преимущественно в центральных областях графена, в которых атомам выгодно вернуться в устойчивую конфигурацию», — пояснил Евлашин.
Подобные результаты расчетов, как отмечают ученые, позволяют использовать лазеры для производства крупных и при этом очень качественных листов графена. В перспективе, это значительно расширит применение данного двумерного материала при производстве электроники и в других областях науки и техники, подытожили исследователи.
Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/14156337