Физики НИТУ «МИСиС» научились делать в графене нанопоры заданного размера

24 Августа 2017

Международный коллектив физиков при участии исследователей из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» провел серию экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами. Результаты экспериментов показывают, что такая бомбардировка позволяет пробивать в графене нанопоры. Диаметр нанопор может настраиваться в диапазоне от 1 до 4 нанометров.

Результаты экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами, проведенных физиками НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Университетов Хельсинки и Аалто (Финляндия), Университета Ноттингэм (Великобритания), Университета Дуйсбург-Эссен (Германия), Венского Университета (Австрия), Центра по изучению ионов, материалов и фотоники CIMAP (Франция), Института Руджера Бошковича и Института физики ионных пучков и исследований материалов (Германия) были опубликованы в журнале «Carbon».

Результаты экспериментов по бомбардировке графена широким набором ионов различной массы C, O, Si, I, Au, Ta, Xe с большими энергиями (вплоть до 91 МэВ) показали, что изменяя энергию ионов, можно получать нанопоры в графене диаметром от 1 до 4 нм. Информация о зависимости нанопор от энергии ионов приближает исследователей к контролируемому получению таких структур.

Как рассказал автор исследования, руководитель проекта «Минимизация деградации двумерных неорганических материалов с использованием атомистических расчетов», приглашенный профессор НИТУ «МИСиС», к.ф-м.н Аркадий Крашенинников, «Нами был экспериментально и теоретически изучен процесс появления нанопор (отверстий) в графене после взаимодействия графена с ионами, изучена зависимость размера отверстий от типа и энергии ионов, объяснена природа появления этих дефектов в графене».

По словам ученого, «Сегодняшнее развитие исследований графена связано с изучением возможности контролируемого изменения его свойств, например путём внесения его структуру дефектов. Создание дефектов в графене может существенным образом изменить его электронные и проводящие свойства и даже может привести к индуцированию магнетизма. Одним из возможных способов внесения дефектов в структуру графена является его бомбардировка ионами различных элементов».

Ученый добавил, что графен с отверстиями давно интересует исследователей. По его мнению, получаемые наноструктуры могут найти широкое применение в различных областях науки и техники, в частности в качестве материалов для очистки жидкостей, секвенирования ДНК и др.

«Можно ожидать, что при регулярном расположении отверстий в графене его спектр перестроится в полупроводниковый, что позволит использовать его в электронике», — добавил Крашенниников.

Источник: Официальный сайт МИСиС