На краю графена (21.12.2010)

Споры о перспективности графена в качестве потенциальной замены кремнию как основы будущей микроэлекторники продолжают будоражить лучшие умы научного мира. Так или иначе, но интерес к этому материалу не утихает, и с этим приходится мириться. В частности, представляет особый интерес определение граничной структуры графена, поскольку она во многом определяет его физические свойства. Использование EELS (спектра потери энергии электронов, иногда ХПЭЭ - спектроскопия Характеристических Потерь Энергии Электронами) спектроскопии для определения краевой структуры графена (и других материалов, содержащих легкие элементы) до настоящего времени считалось бесперспективным, поскольку интенсивность сигналов невелика, а сам исследуемый образец значительно повреждался электронным лучом. В этом случае крайне перспективным видится использование метода ELNES (тонкой структуры спектра потери энергии электронов вблизи края поглощения).

В зависимости от координационного окружения спектры ELNES изменяются (рис.1). В зависимости от позиции атома углерода изменяется интенсивность и ширина пиков D, S, σ* и π*. Кроме того, ученые, передвигая зонд электронного микроскопа поперек границы графена, сняли 100 спектров EELS с шагом 0.02 нм в течение 50 с (рис.2). Эти измерения подтверждают, что спектроскопия края графена с атомарным разрешением вполне реальна, даже несмотря на то, что сигналы в EELS спектрах нельзя полностью локализовать на отдельных атомах.

Не менее интересно, что авторы статьи, вопреки распространенному мнению, не обнаружили следов атомов кислорода на краях графена, что, по всей видимости, связано с постоянным обновлением границы графена в ходе эксперимента.

Таким образом, авторам статьи удалось расширить рамки применения метода ELNES. Если прежде исследователи могли лишь довольствоваться сравнением полученных спектров с эталонными, то теперь показана возможность безэталонного определения локальной структуры наноразмерного материала на примере краевой структуры графена.

Информация предоставлена: http://www.nanometer.ru/2010/12/20/12928605976074_238760.html