Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Изображение углеродных нанотрубок с атомным разрешением

23.08.2016 Hi-tech

Удачи современной электронной микроскопии открывают возможность наблюдения нанометровых структур с ядерным разрешением. Это разрешает, например, определять индексы хиральности углеродных нанотрубок (УНТ), связанных с ориентацией графитовой плоскости, из которой свернута УНТ, относительно оси трубки.

Потому, что хиральность нанотрубки определяет ее электронные характеристики (тип проводимости, ширина запрещенной территории и т.п.), указанная возможность формирует базу для применения УНТ в качестве систем и элементов.

Примером наблюдения структуры УНТ посредством просвечивающего электронного микроскопа может служить опубликованная сравнительно не так давно работа [1], которая выполнена объединенной группой китайских и японских исследователей. В данной работе посредством одного из лучших современных электронных микроскопов большого разрешения (JEOL JEM-2010F HRTEM) взяты фактически идеальные изображения однослойных и двухслойных УНТ.

Однослойные и двухслойные нанотрубки выращены способом химического газофазного осаждения паров (CVD) с применением кобальтового катализатора конкретно на бронзовой сетке просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ).Изображение углеродных нанотрубок с атомным разрешением Изображения нанотрубок, полученные посредством ТЕМ, разрешают с хорошей точностью выяснить диаметр нанотрубки и угол ориентации графитовой плоскости относительно оси трубки.

Этого хватит для установления индексов хиральности нанотрубки, каковые, со своей стороны, определяют все ее электронные характеристики. В частности, индексы хиральности одной из однослойных УНТ, подвергнутых изучению, были равными (20, 23). Эти сведенья подтверждаются результатами компьютерного моделирования изображения УНТ, полученные посредством электронного микроскопа.

Таковой подход использовался кроме этого для определения индексов хиральности двух нанотрубок, составляющих двухслойную УНТ. Для конкретной УНТ, подвергнутой измерениям, индексы хиральности были равными (32, 23)@ (36, 32). Ответственной изюминкой взятых изображений есть наличие структурных недостатков, о ярком наблюдении которых сообщается в первый раз.

Тогда как наблюдение тяжелых атомов посредством просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ) стало рутинным занятием, замечать молекулы и лёгкие атомы напрямую до тех пор пока никому не получалось, что связано с явлением понижения контраста по мере уменьшения массы атома. Каждый изображаемый объект находится на определенной поверхности, относительный вклад которой в формирование изображения тем больше, чем меньше масса объекта. По данной причине неприятность прямого наблюдения легких молекул и атомов до сих пор воображает важный вызов для экспериментаторов.

Сравнительно не так давно исследователи из University of California at Berkeley (США) достигли определенного прогресса на этом пути. Им удалось взять изображение водорода и атомов углерода, сорбированных на поверхности слоя графена. Преимущества для того чтобы подхода связаны, с одной стороны, с малой толщиной графенового слоя, которая имеет ядерные масштабы, а иначе – с его регулярной структурой, изображение которой имеет верный темперамент и возможно легко вычтено из суммарной картины.

Помимо этого, графен владеет хорошей электропроводностью, что разрешает избежать вредного явления зарядки мишени под действием электронного пучка микроскопа.

А.В. Елецкий

  • H. Zhu et al., J. Phys. Chem. C 112, 11098 (2008)

Случайные записи:

Углеродные нанотрубки: от синтеза к применениям | А.Г. Насибулин | Рождественские лекции 2015


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,