Нові результати дослідження графену

Двовимірні матеріали обіцяють революційні досягнення в електроніці та фотоніці, але багато з найперспективніших кандидатів руйнуються протягом декількох секунд після впливу повітря, що робить їх практично непридатними для досліджень або інтеграції в практичні технології. Дигалогеніди перехідних металів є дуже привабливим, але складним класом матеріалів; їхні передбачені властивості добре підходять для пристроїв наступного покоління, але їх надзвичайно висока реакційна здатність у повітрі навіть заважає охарактеризувати їхню фундаментальну структуру.

Дослідники з Національного інституту графену при Університеті Манчестера вперше досягли зображення з атомною роздільною здатністю моношарових дійодидів перехідних металів, створивши запечатані графеном зразки ПЕМ, які запобігають руйнуванню цих високореакційних матеріалів при контакті з повітрям.

Це дослідження, опубліковане в ACS Nano, демонструє, що повна інкапсуляція кристалів у графен зберігає атомно чисті інтерфейси та подовжує термін їх служби від секунд до місяців.

Ця можливість випливає з удосконалення методу передачі неорганічної марки, який раніше був розроблений і повідомлений командою *Nature Electronics*, який закладає основу для виробництва стабільних запечатаних зразків.

«Спочатку поводження з цими матеріалами було майже неможливим, оскільки вони були повністю знищені протягом кількох секунд після впливу повітря, що робило традиційні методи приготування просто непридатними», — пояснив доктор Вендонг Ван, який брав участь у розробці технології перенесення та підготовці відповідних зразків. "Наш метод захищає зразки без будь-яких непотрібних етапів передачі. Він дає змогу готувати зразки, які можна зберігати не лише годинами, але й місяцями, і їх можна передавати між різними установами, вирішуючи основне вузьке місце в галузі дослідження двовимірних матеріалів".

«Коли ми змогли підготувати стабільні зразки, ми змогли зробити кілька цікавих спостережень щодо цих матеріалів, у тому числі виявити значні локальні структурні варіації, динаміку атомних дефектів і еволюцію крайової структури в найтонших зразках», — сказав д-р Гарет Тетон, який очолював зображення та аналіз трансмісійної електронної мікроскопії для цієї роботи.

Фото Манчестерського університету

"Структура двовимірних матеріалів тісно пов'язана з їхніми властивостями. Таким чином, можливість безпосередньо спостерігати за структурою різних кристалів (від моношарів до об'ємної товщини) і поведінкою їх дефектів, як очікується, надасть інформацію для подальших досліджень цих матеріалів, таким чином розкривши їхній потенціал у технологічній сфері".

"Мене найбільше хвилює те, що це дослідження відкриває раніше недоступні наукові області. Теоретично ми знаємо, що багато активних двовимірних матеріалів мають видатну продуктивність в електроніці, оптоелектроніці та квантових додатках, але ми не змогли отримати стабільні зразки в лабораторії, щоб перевірити ці прогнози", - прокоментував професор Роман Горбачов з Національного інституту графену, який керував дослідженням.