Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Электропроводность графенов растет с увеличением числа дефектов

10.02.2015 Hi-tech

Последние изучения опровергли теорию о том, что электропроводность совершенных графенов превышает электропроводность графенов с настоящей структурой.

Электронные особенности графенов являются предметом внимания со стороны исследователей, что связано прежде всего с потенциальной возможностью применения этих объектов в качестве элемента наноэлектронных приборов и устройств.

До сих пор считалось, что электропроводность графена с совершенной структурой превышает соответствующий показатель для настоящих графенов, владеющих структурными недостатками. Но, это вывод опровергается результатами экспериментальных и теоретических изучений, выполненных многочисленной группой исследователей из различных государств (Швеция, Чехия, США), которым удалось найти эффект роста электропроводности графенов в следствии введения недостатков. (Работа размещена в научном издании Journal of Physics D: Applied Physics; Том 43, номер 4).

Совершенный графен состоит только из шестиугольных ячеек.Электропроводность графенов растет с увеличением числа дефектов Присутствие пяти- и семиугольных ячеек будет приводить к разного рода недостаткам. Наличие пятиугольных ячеек ведет к сворачиванию ядерной плоскости в конус.

Присутствие семиугольных ячеек ведет к образованию седловидных искривлений ядерной плоскости. Комбинация этих нормальных ячеек и дефектов может приводить к образованию разных форм поверхности.

Рис. 1. Поверхность графена с недостатками

Это открытие разрешает разглядывать возможность изготовление графенов с заданной электропроводностью, что может стать толчком к формированию наноэлектроники на их базе. В качестве объекта изучения применяли углеродные нанополоски (УНС), воображающие собой чешуйки графена с поперечным размером около 1 мкм, толщиной основания до 7 монослоев и толщиной свободного финиша 2–3 графеновых слоя, возвышающиеся над поверхностью частицы нанографита, которая имела толщину около 20 нм. Подобные полосы эргономичны как для химической обработки, так и для электрических измерений, потому, что наряду с этим не появляется неприятностей транспортировки образцов нанометрового размера.

Рис. 2. Зависимости электрического сопротивления от приложенного напряжения примера графена, обработанного кислотой, и контрольного примера.

Для введения недостатков полученные образцы в течение 3 ч обрабатывали в водном растворе HCl (35 процентов) при температуре 90оС, по окончании чего промывали в деионизованной воде в течение 10 ч, после этого промывали деионизованной водой при комнатной температуре и просушивали в течение 3 мин при температуре 150оС. Контрольные образцы промывали лишь водой, без применения кислотного раствора.

Как видно из рисунка, введение недостатков сопровождается понижением электрического сопротивления графена в пара десятков раз. Для объяснения результата авторы воспользовались моделью, в соответствии с которой введение недостатков в графен сопровождается значительным повышением концентрации носителей заряда, что обусловлено происхождением в электронной структуре графена примесных электронных уровней, которые связаны с наличием присоединенных групп. Наряду с этим рост концентрации носителей с повышением числа недостатков с избытком компенсирует понижение их подвижности, обусловленное рассеянием электронов на примесных неоднородностях.

Случайные записи:

GR150629 056 Российские ученые выяснили, что переход из трех в два измерения повышает проводимость —


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,